BR122020011873B1

BR122020011873B1 - Plastic article produced from a masterbatch composition in solid form comprising a carrier material and enzymes that have a polymer-degrading activity and method of making a plastic article

Info

Publication number: BR122020011873B1
Application number: BR122020011873-3A
Authority: BR
Inventors: Michel Chateau; Jean-Philippe Rousselle
Original assignee: Carbios
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2016-06-10
Publication date: 2022-05-24

Abstract

A presente invenção se refere a uma composição de lote mestre que compreende concentração alta de entidades de concentração biológica que têm uma atividade de degradação de polímero e usos da mesma para fabricar artigos plásticos biodegradáveis.The present invention relates to a masterbatch composition comprising high concentration of biologically concentrated entities that have a polymer degrading activity and uses thereof to manufacture biodegradable plastic articles.

Description

FIELD OF THE INVENTION

[01] A presente invenção se refere a uma composição de lote mestre inovadora que compreende uma concentração alta de entidades biológicas. A invenção também se refere a um processo para produzir tal composição de lote mestre, e ao uso da mesma para a produção de artigos plásticos.[01] The present invention relates to an innovative masterbatch composition comprising a high concentration of biological entities. The invention also relates to a process for producing such a masterbatch composition, and the use thereof for the production of plastic articles.

BACKGROUND OF THE INVENTION

[02] Os plásticos são materiais baratos e duráveis, que são empregados na fabricação de uma variedade de produtos que encontram usos em uma ampla faixa de aplicações. Como uma consequência, a produção de plásticos tem aumentado dramaticamente ao longo das últimas décadas. Uma grande parte desses plásticos é usada para aplicações descartáveis de uso único, ou para produtos de vida curta (como bolsas, embalagem incluindo bandejas, recipientes, garrafas, filmes agrícolas etc.) que são descartadas dentro de um ano de fabricação. Por causa da durabilidade dos polímeros envolvidos e de sua resistência alta à biodegradação (devido a altos valores de massa molecular, hidrofobicidade e cristalinidade), quantidades substanciais de plásticos são empilhadas em aterros sanitários e em habitats naturais, gerando problemas ambientais crescentes ao redor do mundo.[02] Plastics are inexpensive and durable materials that are employed in the manufacture of a variety of products that find uses in a wide range of applications. As a consequence, the production of plastics has increased dramatically over the last few decades. A large proportion of these plastics are used for single-use disposable applications, or for short-lived products (such as bags, packaging including trays, containers, bottles, agricultural films, etc.) that are discarded within a year of manufacture. Because of the durability of the polymers involved and their high resistance to biodegradation (due to high molecular mass, hydrophobicity and crystallinity values), substantial amounts of plastics are piled up in landfills and in natural habitats, causing growing environmental problems around the world. .

[03] Para solucionar esses problemas, diferentes abordagens físicas, químicas e/ou bioquímicas foram desenvolvidas para reduzir a resistência à biodegradação de polímeros e para aumentar sua taxa de biodegradação. Por exemplo, produtos de plástico biodegradável foram desenvolvidos. No entanto, as condições de degradação ambiental não são ideais para tais plásticos biodegradáveis e sua degradação, em geral, ocorre parcialmente.[03] To solve these problems, different physical, chemical and/or biochemical approaches have been developed to reduce the biodegradation resistance of polymers and to increase their biodegradation rate. For example, biodegradable plastic products have been developed. However, environmental degradation conditions are not ideal for such biodegradable plastics and their degradation usually occurs partially.

[04] Recentemente, foi desenvolvido um material plástico inovador que contém uma pequena quantidade de entidades biológicas que têm uma atividade de degradação de polímero. As entidades biológicas são interessantemente capazes de degradar pelo menos um polímero do dito material plástico. O processo para fabricar tal material plástico foi descrito no pedido de patente WO 2013/093355. O material plástico obtido por esse processo contém entidades biológicas dispersas em um polímero, e é diretamente utilizável através de uma matriz de extrusão para produzir artigos plásticos que têm biodegradabilidade aprimorada.[04] Recently, an innovative plastic material was developed that contains a small amount of biological entities that have a polymer-degrading activity. The biological entities are interestingly capable of degrading at least one polymer of said plastic material. The process for making such plastic material has been described in patent application WO 2013/093355. The plastic material obtained by this process contains biological entities dispersed in a polymer, and is directly usable through an extrusion die to produce plastic articles that have enhanced biodegradability.

[05] A presente invenção fornece métodos e composições aprimoradas para produzir artigos plásticos com biodegradabilidade aumentada. Os inventores desenvolveram composições de lote mestre contendo concentrações altas de entidades biológicas dispersas em um material carreador e demonstraram que tais composições podem ser usadas para produzir materiais plásticos com propriedades notáveis. Em particular, as composições e os métodos da invenção permitem a produção de artigos plásticos com uma dispersão e taxa de distribuição aprimoradas de entidades biológicas no artigo plástico, levando assim a um controle aprimorado da biodegradabilidade. Adicionalmente, os métodos da invenção podem ser usados em operações padrão de processamento de plásticos e não conferem as propriedades mecânicas dos artigos plásticos resultantes.[05] The present invention provides improved methods and compositions for producing plastic articles with increased biodegradability. The inventors have developed masterbatch compositions containing high concentrations of biological entities dispersed in a carrier material and have demonstrated that such compositions can be used to produce plastic materials with remarkable properties. In particular, the compositions and methods of the invention allow for the production of plastic articles with an improved dispersion and delivery rate of biological entities in the plastic article, thus leading to improved control of biodegradability. Additionally, the methods of the invention can be used in standard plastics processing operations and do not impart the mechanical properties of the resulting plastic articles.

SUMMARY OF THE INVENTION

[06] A presente invenção se refere a composições de lote mestre inovadoras que compreendem uma concentração alta de entidades biológicas embutidas em um material carreador. A invenção também se refere a um processo para produzir tais composições de lote mestre e aos usos das mesmas, particularmente, em um processo para a produção de artigos plásticos. Surpreendentemente, os inventores descobriram que quantidades altas de entidades biológicas podem ser introduzidas em um material carreador, até mesmo durante uma etapa de mistura realizadas em temperatura elevada, e que as entidades biológicas no lote mestre resultante retêm uma atividade de degradação de polímero permitindo a produção eficiente de artigos plásticos que têm biodegradabilidade aprimorada. Adicionalmente, a presente invenção mostra que uma atividade de degradação eficaz está presente no artigo plástico até mesmo quando o lote mestre é introduzido no plástico ao misturar a uma temperatura elevada, isto é, após dois aquecimentos sucessivos das entidades biológicas (isto é, durante o processo de fabricação do lote mestre e durante os usos do dito lote mestre para produzir plásticos). A composição de lote mestre e os métodos da invenção oferecem assim uma vantagem notável para a fabricação de artigos plásticos aprimorados sob condições industriais.[06] The present invention relates to innovative masterbatch compositions that comprise a high concentration of biological entities embedded in a carrier material. The invention also relates to a process for producing such masterbatch compositions and uses thereof, particularly in a process for the production of plastic articles. Surprisingly, the inventors found that high amounts of biological entities can be introduced into a carrier material, even during a mixing step carried out at elevated temperature, and that the biological entities in the resulting masterbatch retain a polymer degradation activity allowing for the production efficient use of plastic items that have enhanced biodegradability. Additionally, the present invention shows that effective degradation activity is present in the plastic article even when the masterbatch is introduced into the plastic by mixing at an elevated temperature, i.e. after two successive heating of the biological entities (i.e. during manufacturing process of the master batch and during the uses of said master batch to produce plastics). The masterbatch composition and methods of the invention thus offer a notable advantage for the manufacture of improved plastic articles under industrial conditions.

[07] Portanto, é um objetivo da invenção fornecer uma composição de lote mestre que compreende um material carreador e entidades biológicas que têm uma atividade de degradação de polímero, em que o material carreador representa entre 10 % e 89 % em peso do peso total da composição de lote mestre.[07] Therefore, it is an object of the invention to provide a masterbatch composition comprising a carrier material and biological entities that have a polymer degradation activity, wherein the carrier material represents between 10% and 89% by weight of the total weight of the master batch composition.

[08] A composição de lote mestre, de preferência, compreende de 11 % a 90 % em peso de entidades biológicas, com base no peso total da composição de lote mestre.[08] The masterbatch composition preferably comprises from 11% to 90% by weight of biological entities, based on the total weight of the masterbatch composition.

[09] É um outro objetivo da invenção fornecer um processo para preparar uma composição de lote mestre, que compreende uma etapa (a) de mistura de 11 % a 90 % em peso de entidades biológicas que têm uma atividade de degradação de polímero, com 10 % a 89 % em peso de um material carreador e, opcionalmente, uma etapa (b) de condicionamento da dita mistura da etapa (a) em uma forma sólida.[09] It is another object of the invention to provide a process for preparing a masterbatch composition, which comprises a step (a) of mixing from 11% to 90% by weight of biological entities that have a polymer degradation activity, with 10% to 89% by weight of a carrier material and, optionally, a step (b) of conditioning said mixture of step (a) into a solid form.

[10] A invenção também se refere ao uso de tal composição de lote mestre para a fabricação de artigos plásticos.[10] The invention also relates to the use of such a masterbatch composition for the manufacture of plastic articles.

[11] Adicionalmente, a invenção se refere a um artigo plástico produzido a partir de tal composição de lote mestre, em que as entidades biológicas são adequadas para degradar pelo menos um polímero do artigo plástico.[11] Additionally, the invention relates to a plastic article produced from such a masterbatch composition, wherein the biological entities are suitable for degrading at least one polymer of the plastic article.

[12] É também um objetivo da invenção fornecer um método para fabricar um artigo plástico que compreende pelo menos um polímero, em que o método compreende: A. fornecer uma composição de lote mestre como definido acima, em que as entidades biológicas no dito lote mestre são adequadas para degradar o dito pelo menos um polímero, e B. introduzir a dita composição de lote mestre no dito polímero durante a produção do dito artigo plástico.[12] It is also an object of the invention to provide a method for manufacturing a plastic article comprising at least one polymer, wherein the method comprises: A. providing a masterbatch composition as defined above, wherein the biological entities in said batch are suitable for degrading said at least one polymer, and B. introducing said masterbatch composition into said polymer during production of said plastic article.

[13] É também um outro objetivo da invenção fornecer um método para aumentar a biodegradabilidade de um artigo plástico que compreende pelo menos um polímero, em que o dito método compreende misturar o polímero com uma composição de lote mestre da invenção, em que as entidades biológicas da composição de lote mestre degradam o dito polímero, e fabricar adicionalmente um artigo plástico com a dita mistura.[13] It is also another object of the invention to provide a method for increasing the biodegradability of a plastic article comprising at least one polymer, wherein said method comprises mixing the polymer with a masterbatch composition of the invention, wherein the entities biological processes of the masterbatch composition degrade said polymer, and further manufacture a plastic article with said blend.

LEGEND FOR THE FIGURES

[14] Figuras 1A & 1B: Representação esquemática da rosca dupla de uma extrusora que pode ser usada para produzir uma composição de lote mestre da invenção (Figura 1A: Repartição dos elementos de alimentação e mistura; Figura 1B: Repartição das sucessivas zonas de aquecimento Z1-Z9).[14] Figures 1A & 1B: Schematic representation of the twin screw of an extruder that can be used to produce a masterbatch composition of the invention (Figure 1A: Distribution of feeding and mixing elements; Figure 1B: Distribution of successive heating zones Z1-Z9).

[15] Figura 2: Resultados para os testes de biodegradação de uma composição de lote mestre da invenção em uma forma sólida (que compreende 50 % em peso de policaprolactona e 50 % em peso de uma formulação de lipase PS); uma policaprolactona comercial; e dois artigos plásticos diferentes da invenção, obtidos ao misturar 4 % em peso da composição de lote mestre com a dita policaprolactona comercial.[15] Figure 2: Results for biodegradation tests of a masterbatch composition of the invention in a solid form (comprising 50% by weight of polycaprolactone and 50% by weight of a PS lipase formulation); a commercial polycaprolactone; and two different plastic articles of the invention, obtained by mixing 4% by weight of the masterbatch composition with said commercial polycaprolactone.

[16] Figura 3: Resultados para o teste de biodegradação de uma policaprolactona comercial e um filme plástico da invenção, obtido ao misturar 4 % em peso de uma composição de lote mestre da invenção (50 % em peso de policaprolactona e 50 % em peso de uma formulação de lipase PS) com a dita policaprolactona comercial;[16] Figure 3: Results for the biodegradation test of a commercial polycaprolactone and a plastic film of the invention, obtained by mixing 4% by weight of a masterbatch composition of the invention (50% by weight of polycaprolactone and 50% by weight of a PS lipase formulation) with said commercial polycaprolactone;

[17] Figura 4: Resultados para o teste de degradação de lotes mestres (MB1, MB2) de acordo com a invenção contendo PLA e protease; ambos os lotes mestres mostram uma taxa de degradação alta (24 % e 41 %, respectivamente); o lote mestre contendo 40 % de entidades biológicas exibe uma taxa de degradação duas vezes maior que o lote mestre contendo 20 % de entidades biológicas;[17] Figure 4: Results for the masterbatch degradation test (MB1, MB2) according to the invention containing PLA and protease; both master lots show a high degradation rate (24% and 41%, respectively); the masterbatch containing 40% biological entities exhibits a degradation rate twice as high as the masterbatch containing 20% biological entities;

[18] Figura 5: Resultados para o teste de degradação de artigos plásticos (A, B) feitos com os lotes mestres da invenção, que confirmam que a atividade de degradação de entidades biológicas é mantida nos artigos plásticos finais;[18] Figure 5: Results for the degradation test of plastic articles (A, B) made with the master batches of the invention, which confirm that the degradation activity of biological entities is maintained in the final plastic articles;

[19] Figura 6: Resultados para o teste de degradação de artigos plásticos A (8 % de protease) e B (2 % de protease) feitos com os lotes mestres da invenção em comparação com o artigo plástico C (8 % de protease) em que as entidades biológicas foram incorporadas diretamente no polímero do artigo plástico; os resultados confirmam que o artigo plástico A, produzido a partir do lote mestre da invenção, tem uma melhor biodegradabilidade em comparação com o artigo plástico C, feito pela adição de entidades biológicas diretamente no polímero do artigo plástico;[19] Figure 6: Results for the degradation test of plastic articles A (8% protease) and B (2% protease) made with the master batches of the invention compared to plastic article C (8% protease) wherein the biological entities were incorporated directly into the polymer of the plastic article; the results confirm that plastic article A, produced from the masterbatch of the invention, has better biodegradability compared to plastic article C, made by adding biological entities directly to the polymer of the plastic article;

[20] Figura 7: Resultados comparativos de degradação de um artigo plástico feito com um lote mestre da invenção e um artigo plástico de controle, em que as entidades biológicas foram adicionadas diretamente no polímero do artigo plástico. Os resultados confirmam que o artigo plástico produzido com um lote mestre tem uma melhor biodegradabilidade em comparação com o artigo plástico de controle.[20] Figure 7: Comparative degradation results of a plastic article made with a masterbatch of the invention and a control plastic article, where the biological entities were added directly to the polymer of the plastic article. The results confirm that the plastic article produced with a master batch has better biodegradability compared to the control plastic article.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[21] A presente invenção se refere a composições e métodos inovadores para produzir materiais e artigos plásticos aprimorados. Mais particularmente, a invenção fornece composições de lote mestre inovadoras que compreendem uma concentração alta de entidades biológicas e um material carreador. A invenção mostra que tais composições de lote mestre podem ser usadas para preparar artigos plásticos biodegradáveis aprimorados que têm dispersão e taxa de distribuição adequadas de entidades biológicas ativas. Adicionalmente, o dito lote mestre pode ser usado como um lote mestre clássico para a fabricação de artigos plásticos com uma atividade de degradação de polímero integrada, apesar as exposições ao calor sucessivas.[21] The present invention relates to innovative compositions and methods for producing improved plastic materials and articles. More particularly, the invention provides novel masterbatch compositions comprising a high concentration of biological entities and a carrier material. The invention shows that such masterbatch compositions can be used to prepare improved biodegradable plastic articles that have adequate dispersion and delivery rate of active biological entities. Additionally, said masterbatch can be used as a classic masterbatch for the manufacture of plastic articles with an integrated polymer degradation activity, despite successive heat exposures.

Definitions

[22] A presente revelação será mais bem entendida em referência às seguintes definições.[22] The present disclosure will be better understood with reference to the following definitions.

[23] Como usado no presente documento, o termo “composição de lote mestre” designa uma mistura concentrada de ingredientes selecionados (por exemplo, agentes ativos, aditivos etc.) que podem ser usados para introduzir os ditos ingredientes em artigos ou materiais plásticos a fim de conferir as propriedades desejadas a isso. As composições de lote mestre podem ser sólidas ou líquidas. As composições de lote mestre permitem que o processador introduza ingredientes selecionados economicamente durante o processo de fabricação de plástico. Em geral, a composição de lote mestre é usada com um polímero base para produzir um artigo plástico final que têm uma quantidade desejada de ingredientes selecionados. De preferência, as composições de lote mestre da invenção contêm pelo menos 10 % em peso de ingredientes ativos, com mais preferência, de entidades biológicas que têm uma atividade de degradação de polímero.[23] As used herein, the term “masterbatch composition” means a concentrated mixture of selected ingredients (e.g. active agents, additives etc.) that can be used to introduce said ingredients into plastic articles or materials at in order to give the desired properties to it. Masterbatch compositions can be solid or liquid. Master batch compositions allow the processor to economically introduce selected ingredients during the plastics manufacturing process. In general, the masterbatch composition is used with a base polymer to produce a final plastic article that has a desired amount of selected ingredients. Preferably, the masterbatch compositions of the invention contain at least 10% by weight of active ingredients, more preferably, of biological entities that have a polymer-degrading activity.

[24] No contexto da invenção, os termos “artigo plástico” ou “produto plástico” são usados de modo intercambiável e se referem a qualquer item produzido a partir de pelo menos um polímero, como folha plástica, tubo, bastão, perfil, formato, bloco compacto, fibra etc. De preferência, o artigo plástico é um produto fabricado, como uma embalagem rígida ou flexível, filmes agrícolas, bolsas e sacos, itens descartáveis ou similares. De preferência, o artigo plástico compreende uma mistura de polímeros semicristalinos e/ou amorfos ou polímeros e aditivos semicristalinos. Os artigos plásticos podem conter substâncias ou aditivos adicionais, como plastificantes, cargas minerais ou orgânicas.[24] In the context of the invention, the terms “plastic article” or “plastic product” are used interchangeably and refer to any item produced from at least one polymer, such as plastic sheet, tube, rod, profile, shape , compact block, fiber etc. Preferably, the plastic article is a manufactured product, such as rigid or flexible packaging, agricultural films, pouches and bags, disposable items, or the like. Preferably, the plastic article comprises a mixture of semi-crystalline and/or amorphous polymers or semi-crystalline polymers and additives. Plastic items may contain additional substances or additives, such as plasticizers, mineral or organic fillers.

[25] O termo “material plástico” se refere tipicamente a uma mistura bruta de polímero(s) e compostos adicionais (por exemplo, aditivos, melhoradores etc.) antes de qualquer etapa de conformação ou condicionamento.[25] The term “plastic material” typically refers to a raw mixture of polymer(s) and additional compounds (eg additives, enhancers, etc.) prior to any shaping or conditioning step.

[26] Um “polímero” se refere a um composto químico ou mistura de compostos cuja estrutura é constituída de múltiplas unidades de repetição ligadas por ligações químicas covalentes. No contexto da invenção, o termo “polímero” inclui polímeros naturais ou sintéticos, que compreendem um único tipo de unidade de repetição (isto é, homopolímeros) ou diferentes tipos de unidades de repetição (isto é, copolímeros de bloco e copolímeros aleatórios). Como um exemplo, os polímeros sintéticos incluem polímeros derivados de petróleo ou polímeros biobaseados, como poliolefinas, poliésteres alifáticos ou aromáticos, poliamidas, poliuretanos e cloreto de polivinila. Os polímeros naturais incluem lignina e polissacarídeos, como celulose, hemicelulose, amido e derivados dos mesmos que podem ou não ser plastificados.[26] A “polymer” refers to a chemical compound or mixture of compounds whose structure is made up of multiple repeating units linked by covalent chemical bonds. In the context of the invention, the term "polymer" includes natural or synthetic polymers, which comprise a single type of repeating unit (i.e., homopolymers) or different types of repeating units (i.e., block copolymers and random copolymers). As an example, synthetic polymers include petroleum-derived polymers or biobased polymers, such as polyolefins, aliphatic or aromatic polyesters, polyamides, polyurethanes, and polyvinyl chloride. Natural polymers include lignin and polysaccharides such as cellulose, hemicellulose, starch and derivatives thereof which may or may not be plasticized.

[27] No contexto da invenção, o termo “material carreador” se refere a qualquer material que tem capacidade de portar uma quantidade alta de ingredientes selecionados, incluindo entidades biológicas, e ser adicionalmente incorporado em um artigo plástico. Vantajosamente, o material carreador é compatível por uma ampla faixa de polímeros ou para polímeros particulares usualmente usados para fabricar artigos plásticos. De preferência, o material carreador é compatível com o polímero principal que incorporará o lote mestre. O material carreador compreende em geral cargas minerais ou orgânicas, ou polímeros sintéticos ou naturais, ou qualquer combinação dos mesmos.[27] In the context of the invention, the term “carrier material” refers to any material that has the ability to carry a high amount of selected ingredients, including biological entities, and be additionally incorporated into a plastic article. Advantageously, the carrier material is compatible with a wide range of polymers or for particular polymers commonly used to manufacture plastic articles. Preferably, the carrier material is compatible with the main polymer that will incorporate the masterbatch. The carrier material generally comprises mineral or organic fillers, or synthetic or natural polymers, or any combination thereof.

[28] No contexto da invenção, o termo “carga” se refere a uma substância que é incorporada em um material plástico e/ou em um produto plástico para reduzir os custos do mesmo ou, opcionalmente, aprimorar as propriedades físicas do mesmo (por exemplo, sua dureza, rigidez ou resistência). As cargas podem ser material inativo (isto é, inerte) ou ativo, e podem formar ligações químicas com os componentes do material ou produto plástico. As cargas podem ser cargas sintéticas, naturais ou modificadas. As cargas podem compreender cargas minerais e/ou orgânicas. Os exemplos de cargas minerais usadas na indústria de fabricação de plástico incluem sem limitação carbonato de cálcio (calcário), silicatos de magnésio (talco), sulfato de cálcio (gesso), mica, silicato de cálcio, sulfato de bário e caulim (argila chinesa). Os exemplos de cargas orgânicas incluem sem limitação amido, celulose ou hemicelulose, farelo de cereal, farelo de madeira, farelo de casca de árvore, farelos de noz, fibras de cânhamo, penas de galinhas e cascas de arroz.[28] In the context of the invention, the term “filler” refers to a substance that is incorporated into a plastic material and/or a plastic product to reduce the costs of the same or, optionally, improve the physical properties of the same (e.g. (e.g. its hardness, rigidity or strength). Fillers can be inactive (ie, inert) or active material, and can form chemical bonds with components of the plastic material or product. The fillers can be synthetic, natural or modified fillers. The fillers may comprise mineral and/or organic fillers. Examples of mineral fillers used in the plastics manufacturing industry include without limitation calcium carbonate (limestone), magnesium silicates (talc), calcium sulfate (gypsum), mica, calcium silicate, barium sulfate, and kaolin (Chinese clay). ). Examples of organic fillers include without limitation starch, cellulose or hemicellulose, cereal bran, wood bran, bark bran, walnut bran, hemp fiber, chicken feathers and rice husks.

[29] Como usado no presente documento, o termo “entidades biológicas” designa enzimas ativas ou microrganismos que produzem enzima, como microrganismos de esporulação, bem como combinações ou formulações dos mesmos. Por exemplo, “entidades biológicas” podem se referir a enzimas ou microrganismos puros bem como formulações contendo enzimas e/ou microrganismos e um diluente ou carreador, como componente(s) de estabilização e/ou solubilização, incluindo água, glicerol, sorbitol, dextrina, incluindo maltodextrina e/ou ciclodextrina, amido, glicol como propanodiol, sal etc. As entidades biológicas podem estar em forma sólida (por exemplo, pó) ou líquida.[29] As used herein, the term "biological entities" means active enzymes or enzyme-producing microorganisms, such as sporulating microorganisms, as well as combinations or formulations thereof. For example, "biological entities" may refer to pure enzymes or microorganisms as well as formulations containing enzymes and/or microorganisms and a diluent or carrier, such as stabilizing and/or solubilizing component(s), including water, glycerol, sorbitol, dextrin. , including maltodextrin and/or cyclodextrin, starch, glycol such as propanediol, salt etc. Biological entities can be in solid (eg, powder) or liquid form.

[30] Como usado no presente documento, o termo “em peso” se refere à razão com base no peso total da composição ou produto considerado.[30] As used herein, the term "by weight" refers to the ratio based on the total weight of the composition or product considered.

[31] No contexto da invenção, o termo “cerca de” se refere a uma margem de +/- 5 %, de preferência, de +/- 1 %, ou dentro da tolerância de um dispositivo ou instrumento de medição adequado.[31] In the context of the invention, the term "about" refers to a margin of +/- 5%, preferably +/- 1%, or within the tolerance of a suitable measuring device or instrument.

biological entities

[32] A presente invenção se refere a uma composição de lote mestre que compreende um material carreador e entidades biológicas que têm uma atividade de degradação de polímero, em que as ditas entidades biológicas representam mais que 11 % em peso da composição de lote mestre. De acordo com a invenção, tal composição de lote mestre exibe uma atividade de degradação de polímero e pode ser usada para conferir biodegradabilidade aprimorada em materiais ou artigos plásticos.[32] The present invention relates to a masterbatch composition comprising a carrier material and biological entities that have a polymer-degrading activity, wherein said biological entities represent more than 11% by weight of the masterbatch composition. In accordance with the invention, such a masterbatch composition exhibits polymer degradation activity and can be used to impart improved biodegradability in plastic materials or articles.

[33] Em uma modalidade particular, a composição de lote mestre compreende mais que 15 % em peso de entidades biológicas, de preferência, mais que 20 %, com mais preferência, mais que 30 %, e ainda com mais preferência, mais que 40 %. Vantajosamente, a composição de lote mestre compreende entre 11 % e 90 % em peso de entidades biológicas, de preferência, entre 20 % e 80 %, com mais preferência, entre 30 % e 70 %, e ainda com mais preferência, entre 40 % e 60 % em peso de entidades biológicas. Em uma modalidade preferencial, a composição de lote mestre compreende cerca de 50 % em peso de entidades biológicas.[33] In a particular embodiment, the masterbatch composition comprises more than 15% by weight of biological entities, preferably more than 20%, more preferably, more than 30%, and even more preferably, more than 40 %. Advantageously, the masterbatch composition comprises between 11% and 90% by weight of biological entities, preferably between 20% and 80%, more preferably between 30% and 70%, and even more preferably between 40% and 60% by weight of biological entities. In a preferred embodiment, the masterbatch composition comprises about 50% by weight of biological entities.

[34] Em uma modalidade preferencial, as entidades biológicas compreendem pelo menos uma enzima com atividade de degradação de polímero e/ou pelo menos um microrganismo que expressa, e opcionalmente que excreta, uma enzima que tem uma atividade de degradação de polímero.[34] In a preferred embodiment, the biological entities comprise at least one enzyme with polymer-degrading activity and/or at least one microorganism that expresses, and optionally secretes, an enzyme that has polymer-degrading activity.

[35] Em uma modalidade particular, as entidades biológicas compreendem ou consistem em pelo menos uma enzima com atividade de degradação de polímero sintético e/ou pelo menos um microrganismo que expressa, e opcionalmente que excreta, uma enzima que tem uma atividade de degradação de polímero sintético. De preferência, as entidades biológicas compreendem ou consistem em pelo menos uma enzima com atividade de degradação de poliéster e/ou pelo menos um microrganismo que expressa, e opcionalmente que excreta, uma enzima que tem uma atividade de degradação de poliéster.[35] In a particular embodiment, the biological entities comprise or consist of at least one enzyme with synthetic polymer-degrading activity and/or at least one microorganism that expresses, and optionally excretes, an enzyme that has a polymer-degrading activity. synthetic polymer. Preferably, the biological entities comprise or consist of at least one enzyme having a polyester-degrading activity and/or at least one microorganism which expresses, and optionally secretes, an enzyme having a polyester-degrading activity.

[36] Os exemplos de enzimas adequados que têm uma atividade de degradação de polímero para uso na invenção incluem, sem limitação, depolimerase, esterase, lipase, cutinase, hidrolase, protease, poliesterase, oxigenase e/ou oxidase como lacase, peroxidase ou oxigenase. As enzimas podem estar em forma pura ou enriquecida, ou em mistura com outros excipientes ou diluentes. Uma combinação de enzimas pode também ser usada.[36] Examples of suitable enzymes that have a polymer-degrading activity for use in the invention include, without limitation, depolymerase, esterase, lipase, cutinase, hydrolase, protease, polyesterase, oxygenase, and/or oxidase such as laccase, peroxidase, or oxygenase. . Enzymes may be in pure or enriched form, or in admixture with other excipients or diluents. A combination of enzymes can also be used.

[37] Em uma modalidade alternativa, as entidades biológicas compreendem microrganismos que produzem tais enzimas, naturalmente ou como um resultado de engenharia particular (por exemplo, microrganismos recombinantes). Os exemplos preferenciais de microrganismos adequados incluem, sem limitação, bactérias, fungos e leveduras. Em uma modalidade, as entidades biológicas compreendem microrganismos de esporulação e/ou esporos dos mesmos.[37] In an alternative embodiment, the biological entities comprise microorganisms that produce such enzymes, naturally or as a result of particular engineering (eg, recombinant microorganisms). Preferred examples of suitable microorganisms include, without limitation, bacteria, fungi and yeast. In one embodiment, the biological entities comprise sporulating microorganisms and/or spores thereof.

[38] Em uma modalidade particular, as entidades biológicas compreendem enzimas encapsuladas em nanocápsulas que consistem no mesmo material que o material carreador do lote mestre, enzimas encapsuladas em moléculas engaioladas, e enzimas agregadas juntas. Em uma outra modalidade particular, as entidades biológicas compreendem enzimas encapsuladas em nanocápsulas em um material diferente do material carreador do lote mestre. Particularmente, tal material é escolhido dentre o material compatível e/ou miscível com o material carreador do lote mestre. O termo “molécula engaiolada” designa uma molécula que pode ser inserida na estrutura das ditas enzimas para estabilizá-las e para torná-las resistentes a altas temperaturas. As técnicas de encapsulação são bem conhecidas pelos elementos versados na técnica e incluem, por exemplo, nanoemulsões.[38] In a particular embodiment, the biological entities comprise enzymes encapsulated in nanocapsules consisting of the same material as the masterbatch carrier material, enzymes encapsulated in caged molecules, and enzymes aggregated together. In another particular embodiment, the biological entities comprise enzymes encapsulated in nanocapsules in a material other than the masterbatch carrier material. In particular, such material is chosen from material compatible and/or miscible with the carrier material of the master lot. The term "caged molecule" designates a molecule that can be inserted into the structure of said enzymes to stabilize them and make them resistant to high temperatures. Encapsulation techniques are well known to those skilled in the art and include, for example, nanoemulsions.

[39] As entidades biológicas podem ser supridas em uma forma líquida ou sólida. Por exemplo, as entidades biológicas podem estar em uma forma de pó. Com essa finalidade, as entidades biológicas podem ser secas ou desidratadas. Os métodos para secagem ou desidratação de entidades biológicas como microrganismos ou enzimas são bem conhecidos por um elemento versado na técnica e incluem, sem limitação, liofilização, secagem por congelamento, secagem por aspersão, secagem supercrítica, evaporação por corrente descendente, evaporação de camada fina, evaporação centrífuga, secagem em esteira, secagem em leito fluidificado, secagem em tambor ou qualquer combinação das mesmas.[39] Biological entities can be supplied in a liquid or solid form. For example, biological entities can be in a powder form. For this purpose, the biological entities can be dried or dehydrated. Methods for drying or dehydrating biological entities such as microorganisms or enzymes are well known to one of ordinary skill in the art and include, without limitation, freeze drying, freeze drying, spray drying, supercritical drying, downdraft evaporation, thin layer evaporation , centrifugal evaporation, belt drying, fluidized bed drying, drum drying or any combination thereof.

[40] Em uma modalidade particular, as entidades biológicas usadas para preparar o lote mestre são uma formulação de enzimas e/ou microrganismos misturados com um diluente ou carreador, como componente(s) de estabilização e/ou solubilização. Por exemplo, a formulação pode ser uma solução que compreende enzimas e/ou microrganismos em suspensão em água, e opcionalmente componentes adicionais, como glicerol, sorbitol, dextrina, amido, glicol como propanodiol, sal etc. Alternativamente, a formulação pode ser um pó que compreende enzimas e/ou microrganismos em forma de pó misturados com um pó estabilizante, como maltodextrina.[40] In a particular embodiment, the biological entities used to prepare the masterbatch are a formulation of enzymes and/or microorganisms mixed with a diluent or carrier as a stabilizing and/or solubilizing component(s). For example, the formulation may be a solution comprising enzymes and/or microorganisms suspended in water, and optionally additional components such as glycerol, sorbitol, dextrin, starch, glycol such as propanediol, salt etc. Alternatively, the formulation may be a powder comprising enzymes and/or microorganisms in powder form mixed with a stabilizing powder such as maltodextrin.

[41] Em uma modalidade particular, as entidades biológicas compreendem o sobrenadante de cultura de um microrganismo de degradação de polímero. A esse respeito, um objetivo particular da invenção se refere a uma composição de lote mestre líquida como definido acima que compreende entre 20 % e 80 %, com mais preferência, entre 30 % e 70 %, e ainda com mais preferência, entre 40 % e 60 % em peso de um sobrenadante de cultura de um microrganismo de degradação de polímero. O sobrenadante pode ser tratado (por exemplo, mecânica, física ou quimicamente) para aumentar a concentração de enzimas e/ou para remover outros componentes como DNA ou detritos celulares.[41] In a particular embodiment, the biological entities comprise the culture supernatant of a polymer-degrading microorganism. In this regard, a particular object of the invention relates to a liquid masterbatch composition as defined above which comprises between 20% and 80%, more preferably between 30% and 70%, and even more preferably between 40% and 60% by weight of a culture supernatant of a polymer-degrading microorganism. The supernatant can be treated (eg mechanically, physically or chemically) to increase the concentration of enzymes and/or to remove other components such as DNA or cellular debris.

carrier material

[42] De acordo com a invenção, a composição de lote mestre compreende entre 10 % e 89 % em peso de material carreador, com base no peso total da composição. Em uma modalidade particular, o material carreador representa menos que 80 % em peso, de preferência, menos que 70 %, e com mais preferência, menos que 60 %. Por exemplo, as composições de lote mestre preferenciais da invenção compreendem entre 20 % e 80 % em peso de material carreador, de preferência, entre 30 % e 70 %, com mais preferência, entre 40 % e 60 %. Em uma modalidade particular, a composição de lote mestre compreende cerca de 45 % em peso de material carreador. A quantidade de material carreador na composição de lote mestre pode ser facilmente avaliada por técnicas bem conhecidas por um elemento versado na técnica, como análise termogravimétrica ou espectroscopia. A mesma pode ser facilmente controlada durante a fabricação do lote mestre.[42] In accordance with the invention, the masterbatch composition comprises between 10% and 89% by weight of carrier material, based on the total weight of the composition. In a particular embodiment, the carrier material represents less than 80% by weight, preferably less than 70%, and more preferably less than 60%. For example, preferred masterbatch compositions of the invention comprise between 20% and 80% by weight of carrier material, preferably between 30% and 70%, more preferably between 40% and 60%. In a particular embodiment, the masterbatch composition comprises about 45% by weight of carrier material. The amount of carrier material in the masterbatch composition can be readily assessed by techniques well known to one skilled in the art, such as thermogravimetric analysis or spectroscopy. It can be easily controlled during master batch manufacturing.

[43] De acordo com a invenção, o material carreador é, de preferência, selecionado a partir de cargas minerais ou orgânicas, ou polímeros sintéticos ou naturais, ou qualquer combinação dos mesmos.[43] According to the invention, the carrier material is preferably selected from mineral or organic fillers, or synthetic or natural polymers, or any combination thereof.

[44] Em uma modalidade particular, o material carreador compreende um polímero. O polímero pode ser selecionado a partir de polímeros sintéticos ou naturais. Particularmente, a composição de lote mestre compreende um polímero que pode ser degradado pelas entidades biológicas da composição de lote mestre.[44] In a particular embodiment, the carrier material comprises a polymer. The polymer can be selected from synthetic or natural polymers. Particularly, the masterbatch composition comprises a polymer that can be degraded by the biological entities of the masterbatch composition.

[45] Os polímeros naturais podem ser selecionados a partir do grupo de lignina, polissacarídeos como celulose ou hemicelulose, amido, quitina, quitosana e derivados dos mesmos ou mesclas/misturas dos mesmos. Em uma modalidade particular, os polímeros naturais são plastificados (por exemplo, por um plastificante como água ou glicerol) antes de seu uso para produção da composição de lote mestre. Tal etapa de plastificação modifica a estrutura química dos polímeros naturais permitindo seu uso através de um processo de produção de plástico.[45] Natural polymers can be selected from the group of lignin, polysaccharides such as cellulose or hemicellulose, starch, chitin, chitosan and derivatives thereof or mixtures/mixtures thereof. In a particular embodiment, the natural polymers are plasticized (e.g., by a plasticizer such as water or glycerol) prior to their use to produce the masterbatch composition. This plasticization step modifies the chemical structure of natural polymers allowing their use through a plastic production process.

[46] Os polímeros sintéticos podem ser selecionados a partir do grupo que consiste, sem limitação, em poliolefinas, poliésteres alifáticos ou semiaromáticos, poliamidas, poliuretanos ou polímeros de vinila e derivados dos mesmos ou mesclas/misturas desses materiais.[46] Synthetic polymers may be selected from the group consisting, without limitation, of polyolefins, aliphatic or semiaromatic polyesters, polyamides, polyurethanes or vinyl polymers and derivatives thereof or blends/blends of these materials.

[47] As poliolefinas preferenciais para uso na presente invenção incluem, sem limitação, polietileno (PE), polipropileno (PP), polimetilpenteno (PMP), polibuteno-1 (PB- 1), poli-isobutileno (PIB), borracha de etileno propileno (EPR), borracha de monômero de etileno propileno dieno (EPDM), copolímero de olefina cíclica (COC) e derivados ou mesclas/misturas dos mesmos.[47] Preferred polyolefins for use in the present invention include, without limitation, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP), polybutene-1 (PB-1), polyisobutylene (PIB), ethylene rubber propylene (EPR), ethylene propylene diene monomer rubber (EPDM), cyclic olefin copolymer (COC) and derivatives or blends/blends thereof.

[48] Os poliésteres alifáticos preferenciais para uso na invenção incluem, sem limitação, ácido polilático (PLA), ácido poli(L-lático) (PLLA), ácido poli(D-lático) (PDLA), ácido poli(D,L-lático) (PDLLA), estereocomplexo de PLA (scPLA), ácido poliglicólico (PGA), poli-hidroxialcanoato (PHA), policaprolactona (PCL), succinato de polibutileno (PBS); e os poliésteres semiaromáticos são selecionados a partir de tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de politrimetileno (PTT), tereftalato de polibutileno (PBT), tereftalato de isosorbeto de polietileno (PEIT), adipato de succinato de polibutileno (PBSA), tereftalato de adipato de polibutileno (PBAT), furanoato de polietileno (PEF), adipato de poli(etileno) (PEA), naftalato de polietileno (PEN), e derivados ou mesclas/misturas dos mesmos.[48] Preferred aliphatic polyesters for use in the invention include, without limitation, polylactic acid (PLA), poly(L-lactic) acid (PLLA), poly(D-lactic) acid (PDLA), poly(D,L) acid -lactic acid) (PDLLA), PLA stereocomplex (scPLA), polyglycolic acid (PGA), polyhydroxyalkanoate (PHA), polycaprolactone (PCL), polybutylene succinate (PBS); and semiaromatic polyesters are selected from polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate (PTT), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene isosorbide terephthalate (PEIT), polybutylene succinate adipate (PBSA), polybutylene adipate (PBAT), polyethylene furanoate (PEF), poly(ethylene) adipate (PEA), polyethylene naphthalate (PEN), and derivatives or blends/blends thereof.

[49] Os polímeros de poliamida preferenciais (também chamados de náilon) para uso na invenção incluem, sem limitação, poliamida-6 ou poli(β-caprolactama) ou policaproamida (PA6), poliamida-6,6 ou poli(hexametileno adipamida) (PA6,6), poli(11-aminoundecanoamida) (PA11), polidodecanolactama (PA12), poli(tetrametileno adipamida) (PA4,6), poli(pentametileno sebacamida) (PA5,10), poli(hexametileno azelamida) (PA6,9), poli(hexametileno sebacamida) (PA6,10), poli(hexametileno dodecanoamida) (PA6,12), poli(m-xilileno adipamida) (PAMXD6), copolímero de poli-hexametileno adipamida/poli-hexametilenotereftalamida (PA66/6T), copolímero de poli-hexametileno adipamida/poli- hexametilenoisoftalamida (PA66/6I) e derivados ou mesclas/misturas dos mesmos.[49] Preferred polyamide polymers (also called nylon) for use in the invention include, without limitation, polyamide-6 or poly(β-caprolactam) or polycaproamide (PA6), polyamide-6,6 or poly(hexamethylene adipamide) (PA6,6), poly(11-aminoundecanoamide) (PA11), polydodecanolactam (PA12), poly(tetramethylene adipamide) (PA4,6), poly(pentamethylene sebacamide) (PA5,10), poly(hexamethylene azelamide) (PA6 ,9), poly(hexamethylene sebacamide) (PA6,10), poly(hexamethylene dodecanoamide) (PA6,12), poly(m-xylylene adipamide) (PAMXD6), polyhexamethylene adipamide/polyhexamethyleneterephthalamide copolymer (PA66/ 6T), polyhexamethylene adipamide/polyhexamethylene isophthalamide copolymer (PA66/6I) and derivatives or blends/blends thereof.

[50] Os polímeros de vinila preferenciais incluem poliestireno (PS), cloreto de polivinila (PVC), cloreto de polivinila (PVdC), acetato de etileno vinila (EVA), álcool de etileno vinila (EVOH), álcool polivinílico (PVOH) e derivados ou mesclas/misturas desses materiais.[50] Preferred vinyl polymers include polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl chloride (PVdC), ethylene vinyl acetate (EVA), ethylene vinyl alcohol (EVOH), polyvinyl alcohol (PVOH) and derivatives or blends/blends of these materials.

[51] Em uma modalidade particular, o material carreador do lote mestre compreende pelo menos um polímero que tem uma temperatura de fusão abaixo de 180 °C, e/ou uma temperatura de transição vítrea abaixo de 70 °C, de preferência, selecionada a partir do grupo que consiste em PLA, PCL, PBAT, PHA, PBS e EVA. De preferência, o material carreador do lote mestre compreende pelo menos um polímero que tem uma temperatura de fusão abaixo de 120 °C, e/ou uma temperatura de transição vítrea abaixo de 30 °C, de preferência, selecionado a partir do grupo que consiste em PCL, PBAT, e EVA.[51] In a particular embodiment, the masterbatch carrier material comprises at least one polymer that has a melting temperature below 180°C, and/or a glass transition temperature below 70°C, preferably selected at from the group consisting of PLA, PCL, PBAT, PHA, PBS and EVA. Preferably, the masterbatch carrier material comprises at least one polymer having a melting temperature below 120°C, and/or a glass transition temperature below 30°C, preferably selected from the group consisting of in PCL, PBAT, and EVA.

[52] Em uma modalidade particular, a composição de lote mestre compreende um polímero “universal”, isto é, um polímero que é compatível com uma ampla faixa de polímeros. Mais frequentemente, as composições de lote mestre universais conhecidas usam copolímero de acetato de etileno vinila (EVA) como um material carreador.[52] In a particular embodiment, the masterbatch composition comprises a "universal" polymer, that is, a polymer that is compatible with a wide range of polymers. More often, known universal masterbatch compositions use ethylene vinyl acetate (EVA) copolymer as a carrier material.

[53] Em uma outra modalidade, o material carreador compreende uma carga. A carga pode ser selecionada a partir de qualquer carga convencional usada na indústria de plástico. A carga pode ser natural ou sintética. A carga pode ser selecionada a partir de cargas minerais ou orgânicas. Em uma modalidade preferencial, a carga mineral é escolhida a partir do grupo que consiste, sem limitação, em calcita, sais de carbonato ou carbonato de metal como carbonato de cálcio (ou calcário), carbonato de potássio, carbonato de magnésio, carbonato de alumínio, carbonato de zinco, carbonato de cobre, giz, dolomita, sais de silicato como silicato de magnésio hídrico como talco ou pedra-sabão, silicato de cálcio (wollastonita), silicato de potássio, silicatos de magnésio (talco), silicato de alumínio (caulim), ou misturas dos mesmos como mica, esmectita como montmorillonita, vermiculita, e paligorsquita- sepiolita, sais de sulfato como sulfato de bário, ou sulfato de cálcio (gesso), mica, sal de hidróxido ou hidróxido metálico como hidróxido de cálcio ou hidróxido de potássio (potassa) ou hidróxido de magnésio ou hidróxido de alumínio ou hidróxido de sódio (soda cáustica), hidrotalcita, óxido metálico ou sais de óxido como óxido de magnésio ou óxido de cálcio ou óxido de alumínio ou óxido de ferro ou óxido de cobre, argila, asbestos, sílica, grafite, negro de fumo, fibras de metal ou flocos de metal, fibras de vidro, cargas magnéticas, fibras de aramida, fibras de cerâmica e derivados dos mesmos ou mesclas/misturas desses materiais. Em uma outra modalidade preferencial, a carga orgânica é escolhida a partir do grupo que consiste em farelo de madeira, farelo de planta ou vegetal como farelo de cereal (com farinha, farelo de trigo, farelo de arroz, farelo de soja, farelo de casca de noz, farelo de concha, farelo de espiga de milho, farelo de cortiça, farelo de casca de arroz); serragem; fibras de planta como fibras de linho, fibras de madeira, fibras de cânhamo, fibras de bambu, penas de galinhas e derivados dos mesmos ou mesclas/misturas desses materiais. Os polímeros naturais também podem ser usados como cargas orgânicas, como lignina, ou polissacarídeos como celulose ou hemicelulose, amido, quitina, quitosana e derivados ou mesclas/misturas desses materiais. O tipo e a quantidade exata de cargas podem ser adaptados por um elemento versado na técnica dependendo do tipo de composição de lote mestre e seguindo a diretriz fornecida no presente pedido.[53] In another embodiment, the carrier material comprises a filler. The filler can be selected from any conventional filler used in the plastics industry. The filler can be natural or synthetic. The filler can be selected from mineral or organic fillers. In a preferred embodiment, the mineral filler is chosen from the group consisting, without limitation, of calcite, carbonate or metal carbonate salts such as calcium carbonate (or limestone), potassium carbonate, magnesium carbonate, aluminum carbonate , zinc carbonate, copper carbonate, chalk, dolomite, silicate salts such as hydric magnesium silicate such as talc or soapstone, calcium silicate (wollastonite), potassium silicate, magnesium silicates (talc), aluminum silicate ( kaolin), or mixtures thereof such as mica, smectite such as montmorillonite, vermiculite, and palygorskite-sepiolite, sulfate salts such as barium sulfate, or calcium sulfate (gypsum), mica, hydroxide salt or metal hydroxide such as calcium hydroxide or potassium hydroxide (potash) or magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or sodium hydroxide (caustic soda), hydrotalcite, metal oxide or oxide salts such as magnesium oxide or calcium oxide or aluminum oxide o u iron oxide or copper oxide, clay, asbestos, silica, graphite, carbon black, metal fibers or metal flakes, glass fibers, magnetic charges, aramid fibers, ceramic fibers and derivatives thereof or mixtures/ mixtures of these materials. In another preferred modality, the organic filler is chosen from the group consisting of wood bran, plant or vegetable bran such as cereal bran (with flour, wheat bran, rice bran, soybean bran, husk bran of walnut, shell bran, corn cob bran, cork bran, rice husk bran); sawdust; plant fibers such as flax fibres, wood fibres, hemp fibres, bamboo fibres, chicken feathers and derivatives thereof or blends/blends of these materials. Natural polymers can also be used as organic fillers, such as lignin, or polysaccharides such as cellulose or hemicellulose, starch, chitin, chitosan and derivatives or blends/blends of these materials. The exact type and quantity of fillers can be adapted by a person skilled in the art depending on the type of master batch composition and following the guideline provided in the present application.

[54] Em uma modalidade particular, a composição de lote mestre compreende tanto polímero(s) quanto carga(s). Por exemplo, a composição de lote mestre, de preferência, compreende mais polímero(s) que carga(s). Em contrapartida, a composição de lote mestre pode compreender mais carga(s) que polímero(s).[54] In a particular embodiment, the masterbatch composition comprises both polymer(s) and filler(s). For example, the masterbatch composition preferably comprises more polymer(s) than filler(s). In contrast, the masterbatch composition may comprise more filler(s) than polymer(s).

additional compounds

[55] A composição de lote mestre pode compreender adicionalmente um ou vários compostos adicionais.[55] The masterbatch composition may additionally comprise one or more additional compounds.

[56] Em particular, a composição de lote mestre pode compreender adicionalmente um ou mais aditivos. Em termos gerais, os aditivos são usados a fim de melhorar as propriedades específicas no produto final (isto é, o artigo plástico final feito com a dita composição de lote mestre). Por exemplo, os aditivos podem ser selecionados a partir do grupo que consiste, sem limitação, em plastificantes, agentes de coloração, auxiliadores de processamento, agentes reológicos, agentes antiestáticos, agentes anti-UV, agentes de têmpera, agentes antiembaçamento, compatibilizadores, agentes de deslizamento, agentes retardadores de chama, antioxidantes, fotoestabilizantes, sequestrantes de oxigênio, tintas, adesivos, fertilizantes e produtos fitossanitários. Vantajosamente, a composição de lote mestre compreende menos que 20 % em peso de tais aditivos, de preferência, menos que 10 %, com mais preferência, menos que 5 %, tipicamente entre 0,1 e 4 % em peso de tais aditivos.[56] In particular, the masterbatch composition may additionally comprise one or more additives. In general terms, additives are used in order to improve specific properties in the final product (i.e. the final plastic article made with said masterbatch composition). For example, the additives may be selected from the group consisting, without limitation, of plasticizers, coloring agents, processing aids, rheological agents, anti-static agents, anti-UV agents, tempering agents, anti-fogging agents, compatibilizers, agents, flame retardants, antioxidants, photostabilizers, oxygen scavengers, paints, adhesives, fertilizers and phytosanitary products. Advantageously, the masterbatch composition comprises less than 20% by weight of such additives, preferably less than 10%, more preferably less than 5%, typically between 0.1 and 4% by weight of such additives.

[57] Em uma outra modalidade particular, a composição de lote mestre compreende adicionalmente pelo menos um elemento pró- oxidante, de preferência, selecionado a partir do grupo que consiste, sem limitação, em carboxilato de metal como cobalto, ferro, manganês, níquel ou zinco. Vantajosamente, a composição de lote mestre compreende menos que 20 % em peso de pró-oxidantes, de preferência, menos que 10 %, com mais preferência, menos que 5 %, tipicamente entre 0,1 e 4 % em peso de tais aditivos. Composições de lote mestre[57] In another particular embodiment, the masterbatch composition additionally comprises at least one pro-oxidant element, preferably selected from the group consisting, without limitation, of metal carboxylates such as cobalt, iron, manganese, nickel or zinc. Advantageously, the masterbatch composition comprises less than 20% by weight of pro-oxidants, preferably less than 10%, more preferably less than 5%, typically between 0.1 and 4% by weight of such additives. Master batch compositions

[58] É um objetivo da invenção fornecer composições de lote mestre que compreendem concentrações altas de entidades biológicas ativas embutidas em um material carreador. De acordo com a invenção, as altas quantidades de entidades biológicas ativas que têm uma atividade de degradação de polímero são adicionadas a um material carreador a fim de produzir uma composição em que uma atividade de degradação de polímero está presente. As composições de lote mestre da invenção podem ser facilmente usadas para preparar ainda artigos ou materiais plásticos com degradabilidade aprimorada em condições ambientais.[58] It is an object of the invention to provide masterbatch compositions comprising high concentrations of active biological entities embedded in a carrier material. In accordance with the invention, high amounts of active biological entities that have a polymer-degrading activity are added to a carrier material in order to produce a composition in which a polymer-degrading activity is present. The masterbatch compositions of the invention can be easily used to further prepare plastic articles or materials with improved degradability under ambient conditions.

[59] As composições de lote mestre podem estar em forma sólida (por exemplo, pó ou granulados) ou em forma líquida. De preferência, a composição de lote mestre está em uma forma física sólida com um índice de fluxo de fusão compreendido entre 1 e 60. Tal índice de fluxo de fusão pode ser medido por técnicas conhecidas por um elemento versado na técnica como reômetros capilares ou reômetros de fluxo de fusão. A forma da composição de lote mestre pode ser vantajosamente adaptada ao propósito final da dita composição (por exemplo, a natureza do polímero, o tipo de produto plástico a ser produzido etc.).[59] Masterbatch compositions can be in solid form (eg, powder or granules) or in liquid form. Preferably, the masterbatch composition is in a solid physical form with a melt flow index comprised between 1 and 60. Such melt flow index can be measured by techniques known to one skilled in the art such as capillary rheometers or rheometers. of fusion flow. The form of the masterbatch composition can be advantageously adapted to the ultimate purpose of said composition (e.g. the nature of the polymer, the type of plastic product to be produced etc.).

[60] Do mesmo modo, as entidades biológicas e as quantidades das mesmas podem ser adaptadas ao produto plástico final.[60] Likewise, biological entities and their amounts can be adapted to the final plastic product.

[61] Em uma modalidade particular, a composição de lote mestre compreende, com base no peso total da composição de lote mestre: - de 5 a 30 % em peso de pelo menos um polímero; - de 5 a 30 % em peso de pelo menos uma carga; - de 30 a 70 % em peso de entidades biológicas que têm uma atividade de degradação de polímero; e opcionalmente - pelo menos um aditivo e/ou um pró-oxidante.[61] In a particular embodiment, the masterbatch composition comprises, based on the total weight of the masterbatch composition: - from 5 to 30% by weight of at least one polymer; - from 5 to 30% by weight of at least one filler; - from 30 to 70% by weight of biological entities that have a polymer-degrading activity; and optionally - at least one additive and/or a pro-oxidant.

[62] Em uma outra modalidade particular, a composição de lote mestre compreende, com base no peso total da composição de lote mestre: - de 30 a 70 % em peso de pelo menos um polímero; - de 5 a 30 % em peso de pelo menos uma carga; - de 20 a 40 % em peso de entidades biológicas que têm uma atividade de degradação de polímero; e opcionalmente - pelo menos um aditivo e/ou um pró-oxidante.[62] In another particular embodiment, the masterbatch composition comprises, based on the total weight of the masterbatch composition: - from 30 to 70% by weight of at least one polymer; - from 5 to 30% by weight of at least one filler; - from 20 to 40% by weight of biological entities that have a polymer-degrading activity; and optionally - at least one additive and/or a pro-oxidant.

[63] Em uma outra modalidade, a composição de lote mestre compreende, com base no peso total da composição de lote mestre: - de 30 a 70 % em peso de pelo menos um polímero; e - de 30 a 70 % em peso de entidades biológicas que têm uma atividade de degradação de polímero; e opcionalmente - pelo menos um aditivo e/ou um pró-oxidante.[63] In another embodiment, the masterbatch composition comprises, based on the total weight of the masterbatch composition: - from 30 to 70% by weight of at least one polymer; and - from 30 to 70% by weight of biological entities that have a polymer-degrading activity; and optionally - at least one additive and/or a pro-oxidant.

[64] Particularmente, as ditas entidades biológicas são capazes de degradar o polímero da composição de lote mestre.[64] Particularly, said biological entities are capable of degrading the polymer of the masterbatch composition.

[65] Em uma outra modalidade, a composição de lote mestre compreende, com base no peso total da composição de lote mestre: - de 30 a 70 % em peso de pelo menos uma carga; e - de 30 a 70 % em peso de entidades biológicas que têm uma atividade de degradação de polímero; e opcionalmente - pelo menos um aditivo e/ou um pró-oxidante.[65] In another embodiment, the masterbatch composition comprises, based on the total weight of the masterbatch composition: - from 30 to 70% by weight of at least one filler; and - from 30 to 70% by weight of biological entities that have a polymer-degrading activity; and optionally - at least one additive and/or a pro-oxidant.

[66] Em uma modalidade específica, a invenção se refere a uma composição de lote mestre que compreende de 30 a 70 % em peso de uma formulação de uma lipase e de 30 a 70 % em peso de policaprolactona, de preferência, de 40 a 60 % em peso de uma formulação de lipase e de 40 a 60 % em peso de policaprolactona, com mais preferência, cerca de 50 % em peso de uma formulação de lipase e cerca de 50 % em peso de policaprolactona.[66] In a specific embodiment, the invention relates to a masterbatch composition comprising from 30 to 70% by weight of a lipase formulation and from 30 to 70% by weight of polycaprolactone, preferably from 40 to 60% by weight of a lipase formulation and from 40 to 60% by weight of polycaprolactone, more preferably, about 50% by weight of a lipase formulation and about 50% by weight of polycaprolactone.

[67] Em uma outra modalidade, a composição de lote mestre compreende de 15 a 60 %, de preferência, de 15 a 50 %, em peso de uma formulação de protease (como proteinase K ou Savinase® ou protease da Actinomadura keratinilytica ou protease da Laceyella sacchari LP175) e de 50 a 85 % em peso de PLA, de preferência, de 20 a 40 % em peso de uma formulação de protease e de 60 a 80 % em peso de PLA.[67] In another embodiment, the masterbatch composition comprises from 15 to 60%, preferably from 15 to 50%, by weight of a protease formulation (such as proteinase K or Savinase® or Actinomadura keratinilytica protease or protease from Laceyella sacchari LP175) and from 50 to 85% by weight of PLA, preferably from 20 to 40% by weight of a protease formulation and from 60 to 80% by weight of PLA.

[68] Em uma modalidade particular, a composição de lote mestre compreende de 15 a 45 % em peso de uma formulação de esporos que degradam PLA, de 25 a 65 % em peso de PLA e de 10 a 50 % em peso de farelo de trigo, de preferência, de 15 a 35 % em peso de uma formulação de esporos que degradam PLA, de 35 a 55 % em peso de PLA e de 20 a 40 % em peso de farelo de trigo, com mais preferência, cerca de 25 % em peso de uma formulação de esporos que degradam PLA, cerca de 45 % em peso de PLA e cerca de 30 % em peso de farelo de trigo.[68] In a particular embodiment, the masterbatch composition comprises from 15 to 45% by weight of a spore formulation that degrades PLA, from 25 to 65% by weight of PLA and from 10 to 50% by weight of wheat, preferably from 15 to 35% by weight of a PLA degrading spore formulation, from 35 to 55% by weight of PLA and from 20 to 40% by weight of wheat bran, more preferably about 25 % by weight of a spore formulation that degrades PLA, about 45% by weight of PLA and about 30% by weight of wheat bran.

[69] Em uma modalidade particular, a composição de lote mestre compreende de 20 a 60 % em peso de uma formulação de lipase, de 30 a 70 % em peso de PCL e de 1 a 30 % em peso de CaCO3, de preferência, de 30 a 50 % em peso de uma formulação de lipase, de 40 a 60 % em peso de PCL e de 1 a 20 % em peso de CaCO3, com mais preferência, cerca de 40 % em peso de uma formulação de lipase, cerca de 50 % em peso de PCL e cerca de 10 % em peso de CaCO3.[69] In a particular embodiment, the masterbatch composition comprises from 20 to 60% by weight of a lipase formulation, from 30 to 70% by weight of PCL and from 1 to 30% by weight of CaCO3, preferably, from 30 to 50% by weight of a lipase formulation, from 40 to 60% by weight of PCL and from 1 to 20% by weight of CaCO3, more preferably about 40% by weight of a lipase formulation, about of 50% by weight of PCL and about 10% by weight of CaCO3.

[70] Em uma outra modalidade particular, a composição de lote mestre compreende de 15 a 50 % em peso de uma formulação de uma protease que degrada PLA e de 50 a 85 % em peso de PBAT, de preferência, de 20 a 40 % em peso de uma formulação de uma protease que degrada PLA e de 60 a 80 % em peso de PBAT, com mais preferência, cerca de 40 % em peso de uma formulação de uma protease que degrada PLA e cerca de 60 % em peso de PBAT.[70] In another particular embodiment, the masterbatch composition comprises from 15 to 50% by weight of a PLA-degrading protease formulation and from 50 to 85% by weight of PBAT, preferably from 20 to 40% by weight of a PLA-degrading protease formulation and 60 to 80% by weight of PBAT, more preferably about 40% by weight of a protease formulation that degrades PLA and about 60% by weight of PBAT .

[71] Em uma outra modalidade particular, a composição de lote mestre compreende de 15 a 50 % em peso de uma formulação de uma protease que degrada PLA e de 50 a 85 % em peso de PCL, de preferência, de 20 a 40 % em peso de uma formulação de uma protease que degrada PLA e de 60 a 80 % em peso de PCL, com mais preferência, cerca de 40 % em peso de uma formulação de uma protease que degrada PLA e cerca de 60 % em peso de PCL.[71] In another particular embodiment, the masterbatch composition comprises from 15 to 50% by weight of a PLA-degrading protease formulation and from 50 to 85% by weight of PCL, preferably from 20 to 40% by weight of a PLA-degrading protease formulation and from 60 to 80% by weight of PCL, more preferably about 40% by weight of a protease formulation that degrades PLA and about 60% by weight of PCL .

[72] Em uma modalidade particular, a composição de lote mestre compreende de 15 a 50 % em peso de uma formulação de protease que degrada PLA, de 40 a 80 % em peso de PCL e de 1 a 30 % em peso de CaCO3, de preferência, de 20 a 40 % em peso de uma formulação de protease que degrada PLA, de 40 a 60 % em peso de PCL e de 1 a 20 % em peso de CaCO3, com mais preferência, cerca de 30 % em peso de uma formulação de protease que degrada PLA, cerca de 60 % em peso de PCL e cerca de 10 % em peso de CaCO3.[72] In a particular embodiment, the masterbatch composition comprises from 15 to 50% by weight of a PLA-degrading protease formulation, from 40 to 80% by weight of PCL and from 1 to 30% by weight of CaCO3, preferably from 20 to 40% by weight of a protease formulation which degrades PLA, from 40 to 60% by weight of PCL and from 1 to 20% by weight of CaCO3, more preferably about 30% by weight of a protease formulation that degrades PLA, about 60% by weight PCL and about 10% by weight CaCO3.

[73] Em uma modalidade particular, a composição de lote mestre compreende de 15 a 50 % em peso de uma formulação de oxidase, de 45 a 85 % em peso de PE e de 1 a 20 % em peso de pró-oxidantes, de preferência, de 20 a 40 % em peso de uma formulação de oxidase, de 55 a 75 % em peso de PE e de 1 a 10 % em peso de pró-oxidantes, com mais preferência, cerca de 30 % em peso de uma formulação de oxidase, cerca de 65 % em peso de PE e cerca de 5 % em peso de pró-oxidantes.[73] In a particular embodiment, the masterbatch composition comprises from 15 to 50% by weight of an oxidase formulation, from 45 to 85% by weight of PE, and from 1 to 20% by weight of pro-oxidants, from preferably from 20 to 40% by weight of an oxidase formulation, from 55 to 75% by weight of PE and from 1 to 10% by weight of pro-oxidants, more preferably about 30% by weight of a formulation of oxidase, about 65% by weight PE and about 5% by weight pro-oxidants.

[74] Em uma modalidade particular, a composição de lote mestre é uma composição de lote mestre biodegradável que se conforma a pelo menos um dos padrões relevantes e/ou rótulos conhecidos por um elemento versado na técnica como o padrão EN 13432, padrão ASTM D6400, OK Biodegradation Soil (Label Vinçotte), OK Biodegradation Water (Label Vinçotte), OK Compost (Label Vinçotte), OK Compost Home (Label Vinçotte).[74] In a particular embodiment, the masterbatch composition is a biodegradable masterbatch composition that conforms to at least one of the relevant standards and/or labels known to a person skilled in the art such as EN 13432 standard, ASTM standard D6400 , OK Biodegradation Soil (Label Vinçotte), OK Biodegradation Water (Label Vinçotte), OK Compost (Label Vinçotte), OK Compost Home (Label Vinçotte).

[75] Uma composição de lote mestre biodegradável se refere a uma composição de lote mestre que é pelo menos parcialmente transformada sob condições ambientais em oligômeros e/ou monômeros de pelo menos um polímero do lote mestre, água, dióxido de carbono ou metano e biomassa. Como ilustrado nos exemplos, as composições de lote mestre preferenciais da invenção são biodegradáveis em água. De preferência, cerca de 90 % em peso da composição de lote mestre são biodegradados em água dentro de menos que 90 dias, com mais preferência, dentro de menos que 60 dias, ainda com mais preferência, dentro de menos que 30 dias. Alternativa ou adicionalmente, a composição de lote mestre pode ser biodegradada quando exposta a condições de umidade e temperatura que ocorrem nos campos. De preferência, cerca de 90 % em peso da composição de lote mestre são biodegradados com menos que 3 anos no ambiente, com mais preferência, dentro de menos que 2 anos, ainda com mais preferência, dentro de menos que 1 ano. Alternativamente, a composição de lote mestre pode ser biodegradada sob condições de compostagem industrial, em que a temperatura é mantida acima de 50 °C. Processo de produção de lote mestre[75] A biodegradable masterbatch composition refers to a masterbatch composition that is at least partially transformed under environmental conditions into oligomers and/or monomers of at least one masterbatch polymer, water, carbon dioxide or methane, and biomass . As illustrated in the examples, preferred masterbatch compositions of the invention are biodegradable in water. Preferably, about 90% by weight of the masterbatch composition is biodegraded in water within less than 90 days, more preferably within less than 60 days, most preferably within less than 30 days. Alternatively or additionally, the masterbatch composition can be biodegraded when exposed to the humidity and temperature conditions that occur in the fields. Preferably, about 90% by weight of the masterbatch composition is biodegraded within less than 3 years in the environment, more preferably, within less than 2 years, even more preferably, within less than 1 year. Alternatively, the masterbatch composition can be biodegraded under industrial composting conditions where the temperature is maintained above 50°C. Master batch production process

[76] A presente invenção também se refere a um processo para preparar uma composição de lote mestre como descrito acima, que compreende uma etapa (a) de mistura de 11 % a 90 % em peso com base no peso total do lote mestre de entidades biológicas que têm uma atividade de degradação de polímero, com 10 % a 89 % em peso de um material carreador, e, opcionalmente, uma etapa (b) de condicionamento da dita mistura da etapa (a) em uma forma sólida. Em uma modalidade particular, o processo compreende adicionalmente uma etapa de mistura de pelo menos um aditivo e/ou pelo menos um pró- oxidante com as entidades biológicas e o material carreador.[76] The present invention also relates to a process for preparing a masterbatch composition as described above, which comprises a step (a) of mixing from 11% to 90% by weight based on the total weight of the masterbatch of entities biological products having a polymer degradation activity, with 10% to 89% by weight of a carrier material, and optionally a step (b) of conditioning said mixture of step (a) into a solid form. In a particular embodiment, the process further comprises a step of mixing at least one additive and/or at least one pro-oxidant with the biological entities and carrier material.

[77] Em uma modalidade particular, a etapa (a) de mistura é realizada à temperatura ambiente, isto é, uma temperatura abaixo de 45 °C, de preferência, abaixo de 35 °C, com mais preferência, entre 30 °C e 20 °C, ao misturar pós e/ou líquidos.[77] In a particular embodiment, step (a) of mixing is carried out at room temperature, i.e. a temperature below 45°C, preferably below 35°C, more preferably between 30°C and 20 °C, when mixing powders and/or liquids.

[78] Por exemplo, a etapa (a) de mistura é realizada com pós de material carreador e entidades biológicas. Para essa finalidade, o carreador e/ou as entidades biológicas podem ser mecanicamente pré-tratadas antes da etapa (a) de mistura, para levar a tais formas de pó. Particularmente, o material carreador pode ser triturado, e/ou as entidades biológicas podem ser secas ou desidratadas. De preferência, o processo compreende adicionalmente uma etapa de homogeneização dos pós (isto é, material carreador e entidades biológicas), por exemplo, por agitação ou similares. Tal mistura de pó pode ser mesclada em uma extrusora, como extrusoras de rosca única, extrusoras de múltiplas roscas de projeto cogiratório ou contragiratório, amassadores dispersivos, extrusora de rosca única reciprocante (coamassadores). Tal etapa de extrusão assegura a uniformidade e a homogeneidade da dispersão de entidades biológicas no material carreador a uma temperatura em que o material carreador está em um estado parcial ou totalmente fundido.[78] For example, step (a) mixing is performed with powders of carrier material and biological entities. To that end, the carrier and/or biological entities may be mechanically pre-treated prior to mixing step (a) to lead to such powder forms. Particularly, the carrier material can be ground, and/or the biological entities can be dried or dehydrated. Preferably, the process further comprises a step of homogenizing the powders (i.e., carrier material and biological entities), for example by stirring or the like. Such powder mixture can be blended in an extruder, such as single screw extruders, co-rotating or counter-rotating design multiple screw extruders, dispersive kneaders, reciprocating single screw extruders (co-kneaders). Such an extrusion step ensures uniformity and homogeneity of the dispersion of biological entities in the carrier material at a temperature where the carrier material is in a partially or fully molten state.

[79] Alternativamente, a etapa (a) de mistura é realizada com formas líquidas de material carreador e entidades biológicas. Por exemplo, o material carreador é diluído em um líquido antes da etapa (a) de mistura e/ou uma formulação líquida de entidades biológicas que compreende um componente de estabilização e/ou solubilização é usada.[79] Alternatively, step (a) of mixing is performed with liquid forms of carrier material and biological entities. For example, the carrier material is diluted in a liquid prior to step (a) mixing and/or a liquid formulation of biological entities comprising a stabilizing and/or solubilizing component is used.

[80] Alternativamente, em uma modalidade preferencial, a etapa (a) de mistura é realizada a uma temperatura na qual o material carreador está em um estado parcial ou totalmente fundido. A etapa (a) de mistura pode, dessa forma, ser realizada a uma temperatura a ou acima de 40 °C, particularmente a ou acima de 45 °C, 55 °C, 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C, ou ainda cima de 150 °C, dependendo da natureza do material carreador e, mais particularmente, da natureza do polímero. Tipicamente, essa temperatura não excede 300 °C. Mais particularmente, a temperatura não excede 250 °C. A temperatura da etapa de mistura pode ser adaptada por um elemento versado na técnica dependendo do tipo de carreador, polímero e/ou carga usada para a produção da composição de lote mestre. Particularmente, a temperatura é escolhida de acordo com o ponto de fusão, ou a temperatura de fusão dos componentes do material carreador. Em uma modalidade particular, a etapa (a) de mistura é realizada no ponto de fusão do polímero do material carreador. O polímero está, então, em um estado parcial ou totalmente fundido. Em uma outra modalidade, a etapa (a) de mistura é realizada a uma temperatura entre a temperatura de transição vítrea (Tg) e o ponto de fusão do dito polímero. Em uma outra modalidade particular, a etapa (a) de mistura é realizada a uma temperatura acima do ponto de fusão do dito polímero.[80] Alternatively, in a preferred embodiment, step (a) of mixing is carried out at a temperature at which the carrier material is in a partially or fully molten state. Mixing step (a) can therefore be carried out at a temperature at or above 40 °C, particularly at or above 45 °C, 55 °C, 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90°C, 100°C, or even more than 150°C, depending on the nature of the carrier material and, more particularly, on the nature of the polymer. Typically, this temperature does not exceed 300 °C. More particularly, the temperature does not exceed 250°C. The temperature of the mixing step can be adapted by one skilled in the art depending on the type of carrier, polymer and/or filler used to produce the masterbatch composition. Particularly, the temperature is chosen according to the melting point, or the melting temperature, of the carrier material components. In a particular embodiment, step (a) of mixing is carried out at the melting point of the polymer of the carrier material. The polymer is then in a partially or fully molten state. In another embodiment, step (a) of mixing is carried out at a temperature between the glass transition temperature (Tg) and the melting point of said polymer. In another particular embodiment, step (a) of mixing is carried out at a temperature above the melting point of said polymer.

[81] Em uma modalidade particular, a composição de lote mestre pode ser produzida por um processo chamado de “formação de composto”, usualmente um processo de extrusão- granulação, no qual o material carreador é fundido e misturado com entidades biológicas. A formação de composto combina técnicas de mistura e mesclagem durante um processo térmico, a fim de assegurar a uniformidade, a homogeneidade e a dispersão no composto final. A formação de composto é uma técnica conhecida por um elemento versado na técnica. Tal processo de formação de composto pode ser executado com uma extrusora, tais como extrusoras de rosca única, extrusoras de múltiplas roscas de projeto cogiratório ou contragiratório, amassadores dispersivos, extrusora de rosca única reciprocante (coamassadores).[81] In a particular embodiment, the masterbatch composition may be produced by a process called “compounding”, usually an extrusion-granulation process, in which carrier material is melted and mixed with biological entities. Composting combines mixing and blending techniques during a thermal process to ensure uniformity, homogeneity and dispersion in the final compost. Compound formation is a technique known to one skilled in the art. Such a compounding process can be performed with an extruder, such as single screw extruders, co-rotary or counter-rotary design multiple screw extruders, dispersive kneaders, reciprocating single screw extruders (co-kneaders).

[82] Em uma outra modalidade particular, a composição de lote mestre pode ser produzida por um processo, chamado de “pastilhação”, como revelado na patente EP 2 173 529.[82] In another particular embodiment, the masterbatch composition may be produced by a process, called “pastillation”, as disclosed in EP 2 173 529.

[83] Mais geralmente, a etapa (a) de mistura pode ser executada com uma extrusora, em que o material carreador é aquecido e fundido e misturado com as entidades biológicas.[83] More generally, step (a) of mixing may be performed with an extruder, wherein the carrier material is heated and melted and mixed with the biological entities.

[84] Em uma modalidade preferencial, a extrusora usada para a produção da composição de lote mestre é uma extrusora de múltiplas roscas, de preferência, uma extrusora de rosca dupla, com mais preferência, uma extrusora de rosca dupla cogiratória. Em uma modalidade particular, a extrusora compreende adicionalmente, após as roscas, um misturador estático. Em uma outra modalidade, a extrusora é usada com uma matriz perfurada com orifícios, de preferência, uma matriz de dois orifícios.[84] In a preferred embodiment, the extruder used for producing the masterbatch composition is a multiple screw extruder, preferably a twin screw extruder, more preferably a co-rotating twin screw extruder. In a particular embodiment, the extruder additionally comprises, after the screws, a static mixer. In another embodiment, the extruder is used with a perforated die with holes, preferably a two-hole die.

[85] Em uma modalidade preferencial, o tempo de permanência da mistura na extrusora é compreendido entre 5 segundos e 3 minutos, de preferência, é menos que 2 minutos, com mais preferência, menos que 1 minuto. Quando o lote mestre compreende um polímero com uma temperatura de fusão abaixo de 180 °C, o tempo de permanência da mistura na extrusora é, de preferência, menos que 2 minutos.[85] In a preferred embodiment, the residence time of the mixture in the extruder is between 5 seconds and 3 minutes, preferably less than 2 minutes, more preferably less than 1 minute. When the masterbatch comprises a polymer with a melting temperature below 180°C, the residence time of the mixture in the extruder is preferably less than 2 minutes.

[86] Um elemento versado na técnica adaptará facilmente as características da extrusora (por exemplo, o comprimento e o diâmetro da rosca(s) etc.), e o tempo de permanência para o material carreador, os aditivos, e o tipo de composição de lote mestre pretendido.[86] One skilled in the art will easily adapt the characteristics of the extruder (e.g. length and diameter of screw(s) etc.), and residence time for carrier material, additives, and type of composition. intended master batch.

[87] O material carreador pode ser introduzido na extrusora em uma forma de pó ou granulado, de preferência, em uma forma granulada.[87] The carrier material can be introduced into the extruder in a powdered or granulated form, preferably in a granulated form.

[88] Como revelado acima, as entidades biológicas podem ser introduzidas na extrusora em uma forma de pó ou líquida como uma formulação líquida que compreende um componente de estabilização e/ou solubilização (por exemplo, água, glicerol, sorbitol, dextrina, incluindo maltodextrinas e ciclodextrinas, amido, glicol como propanodiol, sal etc.).[88] As disclosed above, the biological entities may be introduced into the extruder in a powder or liquid form as a liquid formulation comprising a stabilizing and/or solubilizing component (e.g., water, glycerol, sorbitol, dextrin, including maltodextrins). and cyclodextrins, starch, glycol like propanediol, salt etc.).

[89] Vantajosamente, as entidades biológicas são introduzidas em um estágio posterior da etapa de mistura, e mais particularmente uma vez que o material carreador está em um estado parcial ou totalmente fundido. Dessa forma, a exposição à temperatura elevada é reduzida. De preferência, o tempo de permanência das entidades biológicas na extrusora tem metade da extensão do tempo de permanência do material carreador, ou menos.[89] Advantageously, the biological entities are introduced at a later stage of the mixing step, and more particularly once the carrier material is in a partially or fully molten state. In this way, exposure to high temperature is reduced. Preferably, the residence time of the biological entities in the extruder is half as long as the residence time of the carrier material, or less.

[90] De acordo com a invenção, após a etapa (a) de mistura, a mistura pode ser condicionada (b) em qualquer forma sólida adequada. A esse respeito, em uma modalidade preferencial, a mistura líquida ou fundida é conformada em um bastão através de uma matriz. O bastão é, então, resfriado, e opcionalmente seco antes de ser cortado na forma de granulados e/ou pastilhas de lote mestre. Em uma modalidade adicional, os ditos granulados de lote mestre podem ser pulverizados ou micronizados para produzir um pó do dito lote mestre.[90] According to the invention, after step (a) of mixing, the mixture can be conditioned (b) into any suitable solid form. In this regard, in a preferred embodiment, the liquid or molten mixture is formed into a stick through a die. The stick is then cooled, and optionally dried before being cut into pellets and/or masterbatch pellets. In a further embodiment, said masterbatch granulates may be pulverized or micronised to produce a powder from said masterbatch.

[91] Quando a mistura expedida da etapa (a) é uma mistura em pó, é possível submeter a pó mistura a um processo de extrusão-granulação, de preferência, em uma extrusora de modo que a mistura esteja em um estado parcial ou totalmente fundido, antes da etapa (b).[91] When the shipped blend from step (a) is a powder blend, it is possible to subject the powder blend to an extrusion-granulation process, preferably in an extruder so that the blend is in a partially or fully melt, before step (b).

[92] Alternativamente, a mistura de entidades biológicas e pós de material carreador expedida da etapa (a) é aglomerada em uma forma física sólida.[92] Alternatively, the mixture of biological entities and carrier material powders shipped from step (a) is agglomerated into a solid physical form.

[93] Alternativamente, a composição de lote mestre pode ser produzida por processos de adsorção de enzima, como os descritos em: Jesionowski et al., Adsorption (2014) 20:801821. Tais processos são bem conhecidos por um elemento versado na técnica e serão facilmente adaptados dependendo do tipo de composição de lote mestre, de entidades biológicas e/ou do material carreador que incorporará o lote mestre.[93] Alternatively, the masterbatch composition can be produced by enzyme adsorption processes such as those described in: Jesionowski et al., Adsorption (2014) 20:801821. Such processes are well known to one of ordinary skill in the art and will be readily adapted depending on the type of masterbatch composition, biological entities, and/or carrier material that the masterbatch will incorporate.

[94] Particularmente, a composição de lote mestre pode ser produzida por quaisquer técnicas conhecidas por um elemento versado na técnica dependendo do tipo de composição de lote mestre.[94] Particularly, the masterbatch composition may be produced by any techniques known to one skilled in the art depending on the type of masterbatch composition.

Plastics manufacturing process

[95] A invenção também se refere ao uso da composição de lote mestre da invenção para fabricar artigos plásticos com degradabilidade aprimorada ou controle de degradabilidade. A composição de lote mestre da invenção pode ser facilmente usada para suprir entidades biológicas que têm uma atividade de degradação de polímero a um polímero durante o processo de fabricação. De acordo com a invenção, as entidades biológicas são selecionadas dentre as entidades biológicas capazes de degradar o polímero dos artigos plásticos. Surpreendentemente, os inventores descobriram que as entidades biológicas ainda exibem uma atividade de degradação de polímero, até mesmo após o tratamento com calor durante o qual a composição de lote mestre é misturada com o polímero fundido e a mistura conformada na forma pretendida. Diferentes quantidades da composição de lote mestre podem ser adicionadas ao polímero, dependendo da natureza das entidades biológicas, do polímero, do tipo de artigos plásticos e de seus usos etc. Adicionalmente, os artigos plásticos resultantes mostram boas dispersão e taxa de distribuição das ditas entidades biológicas.[95] The invention also relates to the use of the masterbatch composition of the invention to manufacture plastic articles with improved degradability or degradability control. The masterbatch composition of the invention can be easily used to supply biological entities that have a polymer degradation activity to a polymer during the manufacturing process. According to the invention, the biological entities are selected from among the biological entities capable of degrading the polymer of plastic articles. Surprisingly, the inventors have found that the biological entities still exhibit polymer-degrading activity, even after heat treatment during which the masterbatch composition is mixed with the molten polymer and the mixture formed into the desired shape. Different amounts of the masterbatch composition can be added to the polymer, depending on the nature of the biological entities, the polymer, the type of plastic articles and their uses, etc. Additionally, the resulting plastic articles show good dispersion and distribution rate of said biological entities.

[96] É também um objetivo da invenção fornecer um artigo plástico produzido a partir da composição de lote mestre da invenção, em que as entidades biológicas da composição de lote mestre são adequadas para degradar pelo menos um polímero do artigo plástico.[96] It is also an object of the invention to provide a plastic article produced from the masterbatch composition of the invention, wherein the biological entities of the masterbatch composition are suitable to degrade at least one polymer of the plastic article.

[97] A invenção se refere a um método para fabricar um artigo plástico que compreende pelo menos um polímero, em que o método compreende: A. fornecer uma composição de lote mestre da invenção, em que as entidades biológicas são adequadas para degradar o dito pelo menos um polímero do artigo plástico, e B. introduzir a dita composição de lote mestre no dito pelo menos um polímero.[97] The invention relates to a method for manufacturing a plastic article comprising at least one polymer, wherein the method comprises: A. providing a masterbatch composition of the invention, wherein biological entities are suitable for degrading said at least one polymer of the plastic article, and B. introducing said masterbatch composition into said at least one polymer.

[98] Vantajosamente, o polímero é selecionado a partir de polímeros sintéticos ou naturais, e/ou derivados e/ou misturas dos mesmos. Os polímeros naturais são, de preferência, selecionados, sem limitação, a partir do grupo que consiste em lignina, ou polissacarídeos como celulose ou hemicelulose, amido, quitina, quitosana e derivados dos mesmos e mesclas/misturas desses materiais. Em uma modalidade particular, o polímero natural é plastificado antes da incorporação. Os polímeros sintéticos são, de preferência, selecionados, sem limitação, a partir do grupo que consiste em poliolefinas, poliésteres alifáticos ou semiaromáticos, poliamidas, poliuretanos, ou polímeros de vinila e derivados dos mesmos e misturas dos mesmos.[98] Advantageously, the polymer is selected from synthetic or natural polymers, and/or derivatives and/or mixtures thereof. Natural polymers are preferably selected, without limitation, from the group consisting of lignin, or polysaccharides such as cellulose or hemicellulose, starch, chitin, chitosan and derivatives thereof, and blends/blends of these materials. In a particular embodiment, the natural polymer is plasticized prior to incorporation. The synthetic polymers are preferably selected, without limitation, from the group consisting of polyolefins, aliphatic or semiaromatic polyesters, polyamides, polyurethanes, or vinyl polymers and derivatives thereof and mixtures thereof.

[99] O material carreador da composição de lote mestre é vantajosamente compatível com o polímero que incorporará o dito lote mestre. Em uma modalidade particular, o polímero do artigo plástico é o mesmo que o polímero da composição de lote mestre.[99] The carrier material of the masterbatch composition is advantageously compatible with the polymer which will incorporate said masterbatch. In a particular embodiment, the polymer of the plastic article is the same as the polymer of the masterbatch composition.

[100] Em uma outra modalidade, o polímero do artigo plástico é diferente do polímero da composição de lote mestre, e a composição de lote mestre compreende um polímero e entidades biológicas que não são adequadas para degradar o polímero da composição de lote mestre. Nessa modalidade particular, o material carreador do lote mestre compreende pelo menos um polímero que tem uma temperatura de fusão abaixo de 180 °C, ou abaixo de 150 °C, e/ou uma temperatura de transição vítrea abaixo de 70 °C, de preferência, selecionado a partir do grupo que consiste em PLA, PCL, PBAT, PHA, PBS e EVA. De preferência, o material carreador do lote mestre compreende pelo menos um polímero que tem uma temperatura de fusão abaixo de 120 °C ou abaixo de 100 °C, e/ou uma temperatura de transição vítrea abaixo de 30 °C, de preferência, selecionado a partir do grupo que consiste em PCL, PBAT, e EVA.[100] In another embodiment, the polymer of the plastic article is different from the polymer of the masterbatch composition, and the masterbatch composition comprises a polymer and biological entities that are not suitable for degrading the polymer of the masterbatch composition. In that particular embodiment, the masterbatch carrier material comprises at least one polymer that has a melting temperature below 180°C, or below 150°C, and/or a glass transition temperature below 70°C, preferably , selected from the group consisting of PLA, PCL, PBAT, PHA, PBS and EVA. Preferably, the masterbatch carrier material comprises at least one polymer having a melting temperature below 120°C or below 100°C, and/or a glass transition temperature below 30°C, preferably selected from the group consisting of PCL, PBAT, and EVA.

[101] Alternativamente, a composição de lote mestre compreende um polímero “universal”, isto é, um polímero que é compatível com uma ampla faixa de polímeros. Em geral, as composições de lote mestre universais conhecidas utilizam copolímero de acetato de etileno vinila (EVA) como um material carreador. Consequentemente, a composição de lote mestre não pode ser degradada pelas entidades biológicas contidas na mesma. Vantajosamente, a etapa B é implementada a uma temperatura na qual o polímero que incorporará o lote mestre está em um estado parcial ou totalmente fundido. Por exemplo, a etapa B pode ser realizada a uma temperatura acima de 55 °C, particularmente acima de 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C, ou ainda acima de 150 °C, dependendo da natureza do polímero que incorporará a composição de lote mestre. Tipicamente, essa temperatura não excede 300 °C. Mais particularmente, a temperatura não excede 250 °C. A temperatura da etapa de mistura pode ser adaptada por um elemento versado na técnica dependendo do tipo da composição de lote mestre, do polímero que incorporará o lote mestre e/ou do tipo de artigos plásticos pretendidos. Particularmente, a temperatura é escolhida de acordo com o ponto de fusão, ou temperatura de fusão, do polímero que incorporará o lote mestre.[101] Alternatively, the masterbatch composition comprises a "universal" polymer, that is, a polymer that is compatible with a wide range of polymers. In general, known universal masterbatch compositions utilize ethylene vinyl acetate (EVA) copolymer as a carrier material. Consequently, the masterbatch composition cannot be degraded by the biological entities contained therein. Advantageously, step B is implemented at a temperature at which the polymer that will incorporate the masterbatch is in a partially or fully molten state. For example, step B can be carried out at a temperature above 55 °C, particularly above 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C, or even above 150 °C, depending on the nature of the polymer that will be incorporated into the masterbatch composition. Typically, this temperature does not exceed 300 °C. More particularly, the temperature does not exceed 250°C. The temperature of the mixing step can be adapted by a person skilled in the art depending on the type of masterbatch composition, the polymer that will incorporate the masterbatch and/or the type of plastic articles desired. Particularly, the temperature is chosen according to the melting point, or melting temperature, of the polymer that will incorporate the masterbatch.

[102] Em uma modalidade particular, a etapa B é realizada no ponto de fusão do dito polímero. O polímero está, então, em um estado parcial ou totalmente fundido. Em uma outra modalidade, a etapa B é realizada a uma temperatura acima da temperatura de transição vítrea (Tg) e/ou entre a temperatura de transição vítrea (Tg) e o ponto de fusão do dito polímero. Em uma outra modalidade particular, a etapa B é realizada a uma temperatura acima do ponto de fusão do dito polímero.[102] In a particular embodiment, step B is performed at the melting point of said polymer. The polymer is then in a partially or fully molten state. In another embodiment, step B is carried out at a temperature above the glass transition temperature (Tg) and/or between the glass transition temperature (Tg) and the melting point of said polymer. In another particular embodiment, step B is carried out at a temperature above the melting point of said polymer.

[103] Tipicamente, a dita etapa B pode ser executada por extrusão, extrusão-formação de composto, moldagem de sopro por extrusão, extrusão de filme fundido, calandragem e termoformação, moldagem por injeção, moldagem por compressão, extrusão-inchamento, moldagem giratória, laminação, revestimento, estratificação, expansão, pultrusão, compressão-granulação ou impressão em 3D. Tais operações são bem conhecidas pelo elemento versado na técnica, que adaptará facilmente as condições de processo (por exemplo, temperatura, tempo de permanência etc.).[103] Typically, said step B can be performed by extrusion, extrusion-compound forming, extrusion blow molding, cast film extrusion, calendering and thermoforming, injection molding, compression molding, extrusion-swelling, spin molding , lamination, coating, layering, expanding, pultrusion, compression-granulation or 3D printing. Such operations are well known to the person skilled in the art, who will easily adapt to process conditions (e.g. temperature, residence time etc.).

[104] Em uma modalidade particular, a etapa B é implementada com uma composição de lote mestre sólida como pó ou granulados. Particularmente, o polímero é introduzido na etapa B sob uma forma de pó ou granulado, de preferência, sob uma forma granulada. Em uma outra modalidade, a etapa B é implementada com uma composição de lote mestre líquida.[104] In a particular embodiment, step B is implemented with a solid masterbatch composition such as powder or granules. In particular, the polymer is introduced in step B in a powder or granulated form, preferably in a granulated form. In another embodiment, step B is implemented with a net master batch composition.

[105] Em uma modalidade particular, o polímero e a composição de lote mestre são introduzidos separadamente em um dispositivo usado para realizar a etapa B. Vantajosamente, o polímero é introduzido primeiramente, e a composição de lote mestre em segundo lugar. De preferência, o polímero já está em um estado parcial ou totalmente fundido quando a composição de lote mestre é introduzida no dito dispositivo.[105] In a particular embodiment, the polymer and the masterbatch composition are separately introduced into a device used to carry out step B. Advantageously, the polymer is introduced first, and the masterbatch composition second. Preferably, the polymer is already in a partially or fully molten state when the masterbatch composition is introduced into said device.

[106] Em uma outra modalidade particular, o polímero e a composição de lote mestre são introduzidos simultaneamente no dispositivo usado para realizar a etapa B. Para esse objetivo, a composição de lote mestre e o polímero podem ser vantajosamente misturados por agitação ou similares, de preferência, à temperatura ambiente, antes da etapa B. Vantajosamente, essa modalidade é realizada com o uso de formas sólidas de composição de lote mestre e de polímero.[106] In another particular embodiment, the polymer and the masterbatch composition are introduced simultaneously into the device used to carry out step B. For this purpose, the masterbatch composition and the polymer may advantageously be mixed by stirring or the like, preferably at room temperature before step B. Advantageously, this embodiment is carried out using solid forms of masterbatch composition and polymer.

[107] Em uma modalidade particular, 0,01 a 20 % em peso de composição de lote mestre são adicionados ao polímero, em comparação com o peso final do artigo plástico, de preferência, menos que 15 %, com mais preferência, menos que 10 %, e ainda com mais preferência, menos que 5 %. Em uma outra modalidade particular, entre 25 e 40 % em peso de composição de lote mestre são adicionados ao polímero, em comparação com o peso final do artigo plástico, de preferência, até 30 %, com mais preferência, até 40 %.[107] In a particular embodiment, 0.01 to 20% by weight of the masterbatch composition is added to the polymer, compared to the final weight of the plastic article, preferably less than 15%, more preferably, less than 10%, and even more preferably less than 5%. In another particular embodiment, between 25 and 40% by weight of the masterbatch composition is added to the polymer, compared to the final weight of the plastic article, preferably up to 30%, more preferably up to 40%.

[108] Em uma modalidade particular, 1 % a 5 % em peso de composição de lote mestre são incorporados e/ou misturados em 95 % a 99 % em peso de um polímero em um estado parcial ou totalmente fundido.[108] In a particular embodiment, 1% to 5% by weight of masterbatch composition is incorporated and/or blended into 95% to 99% by weight of a polymer in a partially or fully molten state.

[109] Vantajosamente, o artigo plástico é um artigo plástico biodegradável que se conforma a pelo menos um dos padrões relevantes e/ou rótulos conhecidos por um elemento versado na técnica como o padrão EN 13432, padrão ASTM D6400, OK Biodegradation Soil (Label Vinçotte), OK Biodegradation Water (Label Vinçotte), OK Compost (Label Vinçotte), OK Compost Home (Label Vinçotte).[109] Advantageously, the plastic article is a biodegradable plastic article that conforms to at least one of the relevant standards and/or labels known to a person skilled in the art such as EN 13432 standard, ASTM D6400 standard, OK Biodegradation Soil (Label Vinçotte ), OK Biodegradation Water (Label Vinçotte), OK Compost (Label Vinçotte), OK Compost Home (Label Vinçotte).

[110] Um artigo plástico biodegradável se refere a um plástico que é pelo menos parcialmente transformado sob condições ambientais em oligômeros e/ou monômeros de pelo menos um polímero do lote mestre, água, dióxido de carbono ou metano e biomassa. Por exemplo, o artigo plástico é biodegradável em água. De preferência, cerca de 90 % em peso do artigo plástico são biodegradados em água dentro de menos que 90 dias, com mais preferência, dentro de menos que 60 dias, ainda com mais preferência, dentro de menos que 30 dias. Com mais preferência, o artigo plástico pode ser biodegradado quando exposto a condições de umidade e temperatura que ocorrem nos campos. De preferência, cerca de 90 % em peso do artigo plástico são biodegradados com menos que 3 anos no ambiente, com mais preferência, dentro de menos que 2 anos, ainda com mais preferência, dentro de menos que 1 ano. Alternativamente, o artigo plástico pode ser biodegradado sob condições de compostagem industrial, em que a temperatura é mantida acima de 50 °C.[110] A biodegradable plastic article refers to a plastic that is at least partially transformed under environmental conditions into oligomers and/or monomers of at least one masterbatch polymer, water, carbon dioxide or methane, and biomass. For example, the plastic article is biodegradable in water. Preferably, about 90% by weight of the plastic article is biodegraded in water within less than 90 days, more preferably within less than 60 days, most preferably within less than 30 days. More preferably, the plastic article can be biodegraded when exposed to the humidity and temperature conditions that occur in the fields. Preferably, about 90% by weight of the plastic article is biodegraded within less than 3 years in the environment, more preferably within less than 2 years, most preferably within less than 1 year. Alternatively, the plastic article can be biodegraded under industrial composting conditions, where the temperature is maintained above 50°C.

[111] A invenção também fornece um método para aumentar a biodegradabilidade de um artigo plástico que compreende pelo menos um polímero, em que o dito polímero é misturado com uma composição de lote mestre da invenção que compreende entidades biológicas capazes de degradar o dito polímero, e um artigo plástico é adicionalmente fabricado com a dita mistura.[111] The invention also provides a method for increasing the biodegradability of a plastic article comprising at least one polymer, wherein said polymer is blended with a masterbatch composition of the invention comprising biological entities capable of degrading said polymer, and a plastic article is further manufactured with said mixture.

[112] O uso da composição de lote mestre da invenção, em que as entidades biológicas estão presentes em maior quantidade, conserva sua atividade de degradação de polímero, mesmo após múltiplos tratamentos de calor. Consequentemente, os artigos plásticos obtidos a partir da mistura de um polímero com uma composição de lote mestre que compreende uma concentração alta de entidades biológicas ativas exibem uma melhor biodegradabilidade em comparação com os artigos plásticos desprovidos de tais entidades biológicas. Interessantemente, os ditos artigos plásticos também exibem uma melhor biodegradabilidade em comparação com artigos plásticos em que as entidades biológicas foram incorporadas diretamente no polímero do artigo plástico.[112] The use of the masterbatch composition of the invention, in which the biological entities are present in greater amounts, retains its polymer degradation activity even after multiple heat treatments. Consequently, plastic articles obtained from mixing a polymer with a masterbatch composition comprising a high concentration of active biological entities exhibit improved biodegradability compared to plastic articles devoid of such biological entities. Interestingly, said plastic articles also exhibit improved biodegradability compared to plastic articles in which the biological entities have been incorporated directly into the polymer of the plastic article.

EXAMPLES Example 1 - Preparation of a masterbatch composition comprising PCL and lipase in granulated form

[113] Foi preparada uma composição de lote mestre que compreende PCL em forma granulada (polímero de policaprolactona, CAPA 6500 da Perstorp) e uma enzima Lipase PS sob forma sólida (Amano Lipase PS da Sigma Aldrich).[113] A masterbatch composition was prepared comprising PCL in granulated form (Polycaprolactone polymer, CAPA 6500 from Perstorp) and a Lipase PS enzyme in solid form (Amano Lipase PS from Sigma Aldrich).

[114] Uma máquina de formação de composto, ou extrusora de rosca dupla cogiratória, foi usada (“Coperion ZSK 18 megalab”). Essa máquina de formação de composto compreendia sucessivamente um primeiro elemento de alimentação, dois elementos de mistura, e um segundo elemento de alimentação (consulte a Figura 1A). A máquina de formação de composto compreendia nove zonas de aquecimento sucessivas Z1 a Z9 (consulte a Figura 1B), em que a temperatura pode ser independentemente controlada e regulada. Uma zona adicional Z10 estava presente após a zona Z9, que corresponde à cabeça da rosca dupla.[114] A compound forming machine, or co-rotating twin screw extruder, was used (“Coperion ZSK 18 megalab”). This compost forming machine successively comprised a first feed element, two mixing elements, and a second feed element (see Figure 1A). The compost forming machine comprised nine successive heating zones Z1 to Z9 (see Figure 1B), where the temperature could be independently controlled and regulated. An additional zone Z10 was present after zone Z9, which corresponds to the head of the double thread.

[115] De acordo com esse experimento, 50 % em peso da policaprolactona foram misturados com 50 % em peso da lipase, e extrusados, com o perfil de temperatura descrito na tabela 1 abaixo. Tabela 1: Perfil de temperatura da máquina de formação de composto

[115] According to this experiment, 50% by weight of the polycaprolactone was mixed with 50% by weight of the lipase, and extruded, with the temperature profile described in Table 1 below. Table 1: Temperature profile of the compost forming machine

[116] O polímero foi introduzido na tremonha principal (antes da zona Z1) com um fluxo (escala de peso) de 2 kg/h. O polímero atravessou as zonas Z1 a Z5 onde a temperatura foi aumentada até 80 °C (Z4) levando ao polímero fundido. As entidades biológicas (isto é, a formulação de lipase) foram introduzidas com um fluxo de 2 kg/h, na zona Z6, através do alimentador lateral N°2, em que a temperatura diminuiu até 60 °C.[116] The polymer was introduced into the main hopper (before zone Z1) at a flow rate (weight scale) of 2 kg/h. The polymer passed through zones Z1 to Z5 where the temperature was increased to 80°C (Z4) leading to molten polymer. The biological entities (i.e., the lipase formulation) were introduced at a flow rate of 2 kg/h, into zone Z6, through side feeder No. 2, where the temperature decreased to 60°C.

[117] As entidades biológicas e o polímero foram, então, misturados a partir da zona Z7 à zona Z9, através da rotação da rosca dupla a 300 RPM. O tempo de permanência de Z1 a Z9 foi aproximadamente 1 minuto. A mistura de polímero e entidades biológicas alcança, então, a cabeça de rosca (Z10), que compreende dois orifícios com diâmetro de 2,5 mm, em que a mistura foi empurrada a fim de formar formatos granulares chamados de péletes, que são, então, resfriados em água e secos antes do condicionamento. A temperatura medida no fim da rosca foi 69 °C.[117] The biological entities and polymer were then mixed from zone Z7 to zone Z9 by rotating the twin screw at 300 RPM. The dwell time from Z1 to Z9 was approximately 1 minute. The mixture of polymer and biological entities then reaches the screw head (Z10), which comprises two holes with a diameter of 2.5 mm, into which the mixture was pushed in order to form granular formats called pellets, which are, then cooled in water and dried before conditioning. The temperature measured at the end of the screw was 69 °C.

[118] Uma composição de lote mestre sob forma granulada foi obtida, a qual conteve 50 % em peso de polímero e 50 % em peso de entidades biológicas com base no peso total da composição de lote mestre.[118] A masterbatch composition in granulated form was obtained which contained 50% by weight of polymer and 50% by weight of biological entities based on the total weight of the masterbatch composition.

Example 2 - Preparation of a masterbatch composition comprising PLA and PLA depolymerase in granulated form

[119] Uma composição de lote mestre é preparada, a qual compreende polímero de PLA (ácido polilático PLE 003 da Natureplast) em forma granulada, que é anteriormente seco a 65 °C por 4 horas, e uma formulação líquida de enzima PLA depolimerase (70 % de proteinase K da Sigma Aldrich sob forma de pó ressuspensa em 30 % de glicerol), com o uso da máquina de formação de composto como descrito no Exemplo 1.[119] A masterbatch composition is prepared which comprises PLA polymer (Natureplast's PLE 003 polylactic acid) in granulated form, which is previously dried at 65°C for 4 hours, and a liquid formulation of PLA depolymerase enzyme ( 70% proteinase K from Sigma Aldrich in powder form resuspended in 30% glycerol), using the compounding machine as described in Example 1.

[120] De acordo com esse experimento, 70 % em peso de PLA são misturados com 30 % em peso de formulação líquida de PLA depolimerase, e extrusados, com o perfil de temperatura descrito na tabela 2 abaixo. Tabela 2: Perfil de temperatura da máquina de formação de composto

[120] According to this experiment, 70% by weight of PLA is mixed with 30% by weight of liquid PLA depolymerase formulation, and extruded, with the temperature profile described in Table 2 below. Table 2: Temperature profile of the compost forming machine

[121] O PLA é introduzido na tremonha principal (antes da zona Z1) com um fluxo de 7 kg/h. O PLA atravessa as zonas Z1 a Z5, em que a temperatura foi aumentada até 180 °C (Z4) levando a PLA fundido. As enzimas são, então, introduzidas com um fluxo de 3 kg/h, em Z6, através do alimentador lateral N°2, onde a temperatura é diminuída para 140 °C.[121] PLA is introduced into the main hopper (before zone Z1) with a flow of 7 kg/h. PLA passes through zones Z1 to Z5, where the temperature has been increased to 180 °C (Z4) leading to molten PLA. The enzymes are then introduced with a flow of 3 kg/h, in Z6, through the side feeder N°2, where the temperature is lowered to 140 °C.

[122] A enzima e o PLA são, então, misturados a partir das zonas Z7 à zona Z9, através da rotação da rosca dupla a 200 RPM. O tempo de permanência de Z1 a Z9 é aproximadamente 1 minuto e 30 segundos. A mistura de PLA entidades biológicas alcança, então, a cabeça de rosca (Z10) que compreende dois orifícios com um diâmetro de 2,5 mm, em que a mistura é empurrada a fim de formar péletes, que são, então, resfriados em água e secos antes do condicionamento. Uma composição de lote mestre sob forma granulada é obtida, a qual contém 70 % em peso de PLA, e 30 % em peso da formulação de PLA depolimerase.[122] The enzyme and PLA are then mixed from zones Z7 to zone Z9 by rotating the twin screw at 200 RPM. Dwell time from Z1 to Z9 is approximately 1 minute and 30 seconds. The mixture of PLA biological entities then reaches the screw head (Z10) which comprises two holes with a diameter of 2.5 mm, into which the mixture is pushed in order to form pellets, which are then cooled in water. and dried before conditioning. A masterbatch composition in granulated form is obtained, which contains 70% by weight of PLA, and 30% by weight of the PLA depolymerase formulation.

Example 3 - Preparation of a masterbatch composition comprising PLA, wheat bran and bacterial spores in granulated form

[123] Uma composição de lote mestre é preparada com o uso da máquina de formação de composto como descrito no Exemplo 1. O lote mestre compreende: • polímero de PLA (ácido polilático PLE 003 da Natureplast) em forma granulada, que foi anteriormente seco a 65 °C por 4 horas, • farelo de trigo também anteriormente seco, e • uma preparação de esporo, obtido pela liofilização de um sobrenadante de cultura de Bacillus licheniformis[123] A masterbatch composition is prepared using the compounding machine as described in Example 1. The masterbatch comprises: • PLA (Natureplast PLE 003 polylactic acid) polymer in granulated form, which has been previously dried at 65 °C for 4 hours, • wheat bran also previously dried, and • a spore preparation, obtained by lyophilization of a culture supernatant of Bacillus licheniformis

[124] De acordo com esse experimento, 45 % em peso de PLA são misturados com 30 % em peso de farelo de trigo e 25 % em peso da preparação de esporo, e, então, extrusados, com o perfil de temperatura descrito na tabela 3 abaixo. Tabela 3: Perfil de temperatura da máquina de formação de composto

[124] According to this experiment, 45% by weight of PLA is mixed with 30% by weight of wheat bran and 25% by weight of the spore preparation, and then extruded, with the temperature profile described in the table. 3 below. Table 3: Temperature profile of the compost forming machine

[125] O PLA é introduzido na tremonha principal (antes da zona Z1) com um fluxo de 4,5 kg/h. O farelo de trigo é introduzido no alimentador lateral N°1 (Z3) com um fluxo de 3 kg/h onde o PLA já está em um estado parcial ou totalmente fundido. A mistura atravessa as zonas Z3 a Z5, em que a temperatura é aumentada até 180 °C (Z4) levando a uma mistura fundida de PLA e farelo de trigo. Os esporos são, então, introduzidos com um fluxo de 2,5 kg/h, em Z6, através do alimentador lateral N°2, onde a temperatura é diminuída para 140 °C.[125] PLA is introduced into the main hopper (before zone Z1) at a flow rate of 4.5 kg/h. Wheat bran is introduced into side feeder N°1 (Z3) with a flow of 3 kg/h where the PLA is already in a partially or fully molten state. The mixture passes through zones Z3 to Z5, where the temperature is increased to 180 °C (Z4) leading to a molten mixture of PLA and wheat bran. The spores are then introduced with a flow of 2.5 kg/h, in Z6, through the side feeder N°2, where the temperature is lowered to 140 °C.

[126] Os esporos, PLA e o farelo são, então, misturados a partir das zonas Z7 à zona Z9, através da rotação da rosca dupla a 200 RPM. O tempo de permanência de Z1 a Z9 é aproximadamente 1 minuto e 30 segundos. A mistura de PLA, farelo e esporos alcança, então, a cabeça de rosca (Z10) que compreende dois orifícios com um diâmetro de 2,5 mm, em que a mistura é empurrada a fim de formar péletes, que são, então, resfriados em água e secos antes do condicionamento. Uma composição de lote mestre sob forma granulada é obtida, a qual contém 45 % em peso de PLA misturados com 30 % em peso de farelo de trigo e 25 % em peso da preparação de esporo.[126] The spores, PLA and bran are then mixed from zones Z7 to zone Z9 by rotating the twin screw at 200 RPM. Dwell time from Z1 to Z9 is approximately 1 minute and 30 seconds. The mixture of PLA, bran and spores then reaches the screw head (Z10) which comprises two holes with a diameter of 2.5 mm, into which the mixture is pushed to form pellets, which are then cooled. in water and dried before conditioning. A masterbatch composition in granulated form is obtained, which contains 45% by weight of PLA mixed with 30% by weight of wheat bran and 25% by weight of the spore preparation.

Example 4 - Preparation of a masterbatch composition comprising PCL, calcium carbonate and lipase in granulated form

[127] Uma composição de lote mestre é preparada com o uso da máquina de formação de composto como descrito no Exemplo 1. O lote mestre compreende: • PCL em forma granulada (polímero de policaprolactona, CAPA 6500 da Perstorp) • um carbonato de cálcio de carga (CaCO3) • Enzimas Lipase PS sob forma sólida (Amano Lipase PS da Sigma Aldrich)[127] A masterbatch composition is prepared using the compounding machine as described in Example 1. The masterbatch comprises: • PCL in granulated form (polycaprolactone polymer, CAPA 6500 from Perstorp) • a calcium carbonate loading (CaCO3) • Lipase PS enzymes in solid form (Amano Lipase PS from Sigma Aldrich)

[128] De acordo com esse experimento, 50 % em peso de PCL são misturados com 10 % em peso de CaCO3 e 40 % em peso de enzimas, e extrusados, com o perfil de temperatura descrito na tabela 4 abaixo. Tabela 4: Perfil de temperatura da máquina de formação de composto

[128] According to this experiment, 50% by weight of PCL is mixed with 10% by weight of CaCO3 and 40% by weight of enzymes, and extruded, with the temperature profile described in Table 4 below. Table 4: Temperature profile of the compost forming machine

[129] O PCL é introduzido na tremonha principal (antes da zona Z1) com um fluxo de 5 kg/h. O CaCO3 é introduzido no alimentador lateral N° 1 (Z3) com um fluxo de 1 kg/h onde o PCL já está em um estado parcial ou totalmente fundido. A mistura atravessa as zonas Z3 a Z5, em que a temperatura é aumentada até 80 °C (Z4) levando a uma mistura fundida de polímero PCL e carga CaCO3. As enzimas são, então, introduzidas com um fluxo de 4 kg/h, em Z6, através do alimentador lateral N°2, onde a temperatura é diminuída para 60 °C.[129] PCL is introduced into the main hopper (before zone Z1) at a flow rate of 5 kg/h. The CaCO3 is introduced into the No. 1 side feeder (Z3) at a flow rate of 1 kg/h where the PCL is already in a partially or fully molten state. The mixture passes through zones Z3 to Z5, where the temperature is increased to 80 °C (Z4) leading to a molten mixture of PCL polymer and CaCO3 filler. The enzymes are then introduced with a flow of 4 kg/h, in Z6, through the side feeder N°2, where the temperature is lowered to 60 °C.

[130] As enzimas, PCL e CaCO3 são, então, misturados a partir das zonas Z7 à zona Z9, através da rotação da rosca dupla a 200 RPM. O tempo de permanência de Z1 a Z9 é aproximadamente 1 minuto e 30 segundos. A mistura de PLA, CaCO3 e enzimas alcança, então, a cabeça de rosca (Z10) que compreende dois orifícios com um diâmetro de 2,5 mm, em que a mistura é empurrada a fim de formar péletes, que são, então, resfriados em água e secos antes do condicionamento. Uma composição de lote mestre sob forma granulada é obtida, a qual contém 50 % em peso de PCL misturados com 10 % em peso de CaCO3 e 40 % em peso de enzimas. Exemplo 5 - Preparação de uma composição de lote mestre que compreende PE, lacases e pró-oxidantes sob forma granulada[130] The enzymes, PCL and CaCO3 are then mixed from zones Z7 to zone Z9 by rotating the twin screw at 200 RPM. Dwell time from Z1 to Z9 is approximately 1 minute and 30 seconds. The mixture of PLA, CaCO3 and enzymes then reaches the screw head (Z10) which comprises two holes with a diameter of 2.5 mm, into which the mixture is pushed to form pellets, which are then cooled in water and dried before conditioning. A masterbatch composition in granulated form is obtained, which contains 50% by weight of PCL mixed with 10% by weight of CaCO3 and 40% by weight of enzymes. Example 5 - Preparation of a masterbatch composition comprising PE, laccases and pro-oxidants in granulated form

[131] Uma composição de lote mestre é preparada com o uso da máquina de formação de composto como descrito no Exemplo 1. O lote mestre compreende: • polietileno (PE) em forma granulada (Green PE da Braskem) • uma formulação de lacase produzida a partir de Rhodococcus sp. (por exemplo; Rhodococcus ruber DSM 45332 e/ou R. rhodochrous ATCC 29672) • pró-oxidantes Fe-Mn[131] A masterbatch composition is prepared using the compounding machine as described in Example 1. The masterbatch comprises: • polyethylene (PE) in granulated form (Green PE from Braskem) • a laccase formulation produced from Rhodococcus sp. (eg, Rhodococcus ruber DSM 45332 and/or R. rhodochrous ATCC 29672) • Fe-Mn pro-oxidants

[132] De acordo com esse experimento, 65 % em peso de PE são misturados com 5 % em peso de pró-oxidantes e 30 % em peso de formulação de lacase, e extrusados, com o perfil de temperatura descrito na tabela 5 abaixo. Tabela 5: Perfil de temperatura da máquina de formação de composto

[132] According to this experiment, 65% by weight of PE is blended with 5% by weight of pro-oxidants and 30% by weight of laccase formulation, and extruded, with the temperature profile described in Table 5 below. Table 5: Temperature profile of the compost forming machine

[133] O PE é introduzido na tremonha principal (antes da zona Z1) com um fluxo de 6,5 kg/h. Os pró-oxidantes são introduzidos no alimentador lateral N°1 (Z3) com um fluxo de 0,5 kg/h. A mistura atravessa as zonas Z3 a Z5, em que a temperatura é aumentada até 145 °C (Z4) levando a uma mistura fundida de PE e pró-oxidantes. As enzimas são, então, introduzidas com um fluxo de 3 kg/h, em Z6, através do alimentador lateral N°2, onde a temperatura é diminuída para 140 °C.[133] PE is introduced into the main hopper (before zone Z1) with a flow of 6.5 kg/h. The pro-oxidants are introduced into the N°1 side feeder (Z3) at a flow rate of 0.5 kg/h. The mixture passes through zones Z3 to Z5, where the temperature is increased to 145 °C (Z4) leading to a molten mixture of PE and pro-oxidants. The enzymes are then introduced with a flow of 3 kg/h, in Z6, through the side feeder N°2, where the temperature is lowered to 140 °C.

[134] As enzimas, PE e pró-oxidantes são, então, misturados a partir das zonas Z7 à zona Z9, através da rotação da rosca dupla a 200 RPM. O tempo de permanência de Z1 a Z9 é aproximadamente 1 minuto e 30 segundos. A mistura de PE, pró-oxidantes e enzimas alcança, então, a cabeça de rosca (Z10) que compreende dois orifícios com um diâmetro de 2,5 mm, em que a mistura é empurrada a fim de formar péletes, que são, então, resfriados em água e secos antes do condicionamento. Uma composição de lote mestre sob forma granulada é obtida, a qual contém 65 % em peso de PE misturados com 5 % em peso de pró-oxidantes e 30 % em peso de enzimas.[134] The enzymes, PE and pro-oxidants are then mixed from zones Z7 to zone Z9 by rotating the twin screw at 200 RPM. Dwell time from Z1 to Z9 is approximately 1 minute and 30 seconds. The mixture of PE, pro-oxidants and enzymes then reaches the screw head (Z10) which comprises two holes with a diameter of 2.5 mm, into which the mixture is pushed in order to form pellets, which are then , cooled in water and dried before conditioning. A masterbatch composition in granulated form is obtained, which contains 65% by weight of PE mixed with 5% by weight of pro-oxidants and 30% by weight of enzymes.

Example 6 - Preparation of a masterbatch composition comprising PCL and lipase in powder form

[135] Foi preparada uma composição de lote mestre que compreende PCL em forma granulada (polímero de policaprolactona, CAPA 6500 da Perstorp), adicionalmente micronizada para produzir um pó do dito polímero, e uma enzima Lipase PS sob uma forma de pó (Amano Lipase PS da Sigma Aldrich).[135] A masterbatch composition was prepared comprising PCL in granulated form (Polycaprolactone polymer, CAPA 6500 from Perstorp), further micronised to produce a powder of said polymer, and a Lipase PS enzyme in a powder form (Amano Lipase PS by Sigma Aldrich).

[136] 100 gramas de PCL e 100 gramas de enzima Lipase PS são misturados através da agitação à temperatura ambiente, cerca de 25 °C.[136] 100 grams of PCL and 100 grams of Lipase PS enzyme are mixed by stirring at room temperature, about 25°C.

[137] Uma composição de lote mestre sob a forma de pó é assim obtida, a qual conteve 50 % em peso de PCL misturados com 50 % em peso de entidades biológicas.[137] A masterbatch composition in powder form is thus obtained which contained 50% by weight of PCL mixed with 50% by weight of biological entities.

Example 7 - Use of a masterbatch composition to manufacture biodegradable plastic items

[138] A composição de lote mestre granulada do Exemplo 1 foi usada para produzir artigos plásticos à base de policaprolactona biodegradável através de um processo de extrusão-formação de composto e um filme à base de policaprolactona biodegradável através de um processo de extrusão de filme fundido. A biodegradabilidade dos ditos artigos e filmes plásticos foi adicionalmente testada. 7A- Processo de fabricação de artigos plásticos com o uso de uma composição de lote mestre da invenção através de um processo de extrusão-formação de composto[138] The granulated masterbatch composition of Example 1 was used to produce plastic articles based on biodegradable polycaprolactone through an extrusion-forming compound process and a film based on biodegradable polycaprolactone through a molten film extrusion process. . The biodegradability of said plastic articles and films was further tested. 7A- Process of manufacturing plastic articles using a masterbatch composition of the invention through an extrusion-forming compound process

[139] Os artigos plásticos foram produzidos com o uso da máquina de formação de composto do Exemplo 1. O perfil de temperatura das diferentes zonas foi adaptado ao polímero que incorporou o lote mestre e o tipo de artigos (consulte a tabela 6 abaixo). Mais particularmente, dois perfis de temperatura diferentes foram testados em relação a seu impacto na atividade de entidades biológicas.[139] The plastic articles were produced using the compounding machine of Example 1. The temperature profile of the different zones was adapted to the polymer that incorporated the masterbatch and the type of articles (see table 6 below). More particularly, two different temperature profiles were tested for their impact on the activity of biological entities.

[140] O polímero dos artigos plásticos foi policaprolactona (PCL CAPA 6500 da Perstorp), e a composição de lote mestre foi a obtida de acordo com o Exemplo 1. Tabela 6: Perfis de temperatura na máquina de formação de composto

[140] The polymer of the plastic articles was polycaprolactone (PCL CAPA 6500 from Perstorp), and the masterbatch composition was that obtained according to Example 1. Table 6: Temperature profiles in the composting machine

[141] O PCL foi introduzido em forma granulada na tremonha (antes de Z1) a uma escala de peso de 7,68 kg/h. O polímero atravessou as zonas Z1 a Z5 com a finalidade de ser fundido. No perfil de temperatura 2, o polímero atravessou temperaturas mais altas. A composição de lote mestre sob forma granulada foi, então, introduzida no alimentador lateral N°2 (Z6), a uma escala de peso de 0,32 kg/h. 4 % em peso de composição de lote mestre com base no peso total da mistura foram assim incorporados. A composição de lote mestre e o polímero foram misturados a partir das zonas Z7 à zona Z9, com a rotação da rosca dupla a 200 RPM.[141] PCL was introduced in granulated form into the hopper (before Z1) at a weight range of 7.68 kg/h. The polymer passed through zones Z1 to Z5 in order to be melted. In temperature profile 2, the polymer went through higher temperatures. The masterbatch composition in granulated form was then fed into side feeder No. 2 (Z6), at a weight scale of 0.32 kg/h. 4% by weight of the masterbatch composition based on the total weight of the mixture was thus incorporated. The masterbatch composition and polymer were blended from zones Z7 to zone Z9, with the twin screw rotating at 200 RPM.

[142] A mistura de polímero fundido e composição de lote mestre chega, então, a uma taxa de fluxo de saída de 8 kg/h na cabeça de rosca (Z10), que compreende dois orifícios com um diâmetro de 2,5 mm, em que a mistura foi empurrada a fim de formar plástico péletes.[142] The blend of molten polymer and masterbatch composition then arrives at an outflow rate of 8 kg/h at the screw head (Z10), which comprises two holes with a diameter of 2.5 mm, wherein the mixture was pushed to form plastic pellets.

[143] Os artigos plásticos assim obtidos contêm 2 % em peso de entidades biológicas e 98 % em peso de PCL. 7B - Testes de biodegradabilidade de artigos plásticos produzidos a partir de 7A[143] The plastic articles thus obtained contain 2% by weight of biological entities and 98% by weight of PCL. 7B - Biodegradability tests of plastic items produced from 7A

[144] Diferentes testes de biodegradabilidade foram realizados, com o uso de: - dois artigos plásticos do Exemplo 7A, obtidos com os dois perfis de temperatura diferentes; - a composição de lote mestre do Exemplo 1 - uma policaprolactona comercial (PCL CAPA 6500 da Perstorp).[144] Different biodegradability tests were carried out, using: - two plastic articles from Example 7A, obtained with the two different temperature profiles; - the masterbatch composition of Example 1 - a commercial polycaprolactone (PCL CAPA 6500 from Perstorp).

[145] Os testes de biodegradabilidade foram realizados em água. Bolsas de chá vazias foram usadas para proteger as amostras durante o teste de biodegradação. A degradabilidade dos diferentes produtos foi medida por meio da perda de massa, após uma semana, duas semanas, quatro semanas e oito semanas.[145] Biodegradability tests were performed in water. Empty tea bags were used to protect the samples during the biodegradation test. The degradability of the different products was measured through the mass loss after one week, two weeks, four weeks and eight weeks.

[146] Primeiro, os produtos e as bolsas de chá vazias foram secas por uma noite a 40 °C em um forno ventilado. Então, os mesmos foram mantidos por 1 hora em uma câmara termicamente regulada a 23 °C e 50 % de umidade. Após isso, várias amostras de cerca de 5 g de cada produto foram colocadas em diferentes bolsas de chá (precisamente medidas, até o miligrama mais próximo). As bolsas de chá foram, então, imersas em um tanque de 1 litro de água (Cristalline®). Uma amostra de cada produto foi, então, retirada após uma semana, duas semanas, quatro semanas ou oito semanas e mantida por uma noite em um forno ventilado a 40 °C. Então, as amostras foram mantidas por 1 hora em uma câmara termicamente regulada a 23 °C e 50 % de umidade. As massas das amostras foram, então, precisamente medidas, até o miligrama mais próximo, para avaliar a perda de massa.[146] First, the products and empty tea bags were dried overnight at 40 °C in a ventilated oven. Then, they were kept for 1 hour in a thermally regulated chamber at 23 °C and 50% humidity. After that, several samples of about 5 g of each product were placed in different tea bags (precisely measured, to the nearest milligram). The tea bags were then immersed in a 1 liter tank of water (Cristalline®). A sample of each product was then taken after one week, two weeks, four weeks or eight weeks and kept overnight in a ventilated oven at 40 °C. Then, the samples were kept for 1 hour in a thermally regulated chamber at 23 °C and 50% humidity. The masses of the samples were then precisely measured, to the nearest milligram, to assess mass loss.

[147] Os resultados obtidos mostram uma biodegradabilidade de 90 % após oito semanas de incubação em água, para os artigos plásticos do Exemplo 7A, enquanto que o polímero de CAPA comercial não exibiu qualquer perda de peso após oito semanas (consulte a Figura 2). A composição de lote mestre do Exemplo 1 apresenta uma perda de massa de maior que 90 % após duas semanas.[147] The results obtained show 90% biodegradability after eight weeks of incubation in water for the plastic articles of Example 7A, whereas the commercial CAPA polymer did not exhibit any weight loss after eight weeks (see Figure 2) . The masterbatch composition of Example 1 shows a mass loss of greater than 90% after two weeks.

[148] Esses experimentos demonstram que as entidades biológicas suportaram os tratamentos com calor sucessivos impostos durante o processo para preparar o lote mestre e o processo de fabricação dos artigos plásticos. 7C - Processo de fabricação de um filme plástico com o uso de um lote mestre da invenção através de um processo de extrusão de filme fundido[148] These experiments demonstrate that the biological entities withstood the successive heat treatments imposed during the process to prepare the masterbatch and the manufacturing process of the plastic items. 7C - Process of manufacturing a plastic film using a master batch of the invention through a molten film extrusion process

[149] O lote mestre granulado do Exemplo 1 foi misturado com policaprolactona (PCL CAPA 6500 produzida pela Perstorp) com o uso de uma extrusora de rosca única e um processo de extrusão de filme fundido.[149] The granulated masterbatch of Example 1 was blended with polycaprolactone (PCL CAPA 6500 produced by Perstorp) using a single screw extruder and a cast film extrusion process.

[150] Extrusora: “Monovis Rheocord Sustem 40 (um produto Haake Buchler)”. A extrusora compreendia três zonas de Z1 a Z3, e uma matriz de extrusão, em que a temperatura pode ser independentemente controlada e regulada. A extrusora tem aproximadamente 40 centímetros de comprimento. um sistema de calandragem com laminador da ThermoElectron Corporation foi fixado à extremidade da extrusora para produzir um filme com uma espessura de 100 μm e uma largura de 5 cm.[150] Extruder: “Monovis Rheocord Sustem 40 (a Haake Buchler product)”. The extruder comprised three zones from Z1 to Z3, and an extrusion die, where the temperature can be independently controlled and regulated. The extruder is approximately 40 centimeters long. a laminator calendering system from ThermoElectron Corporation was attached to the end of the extruder to produce a film with a thickness of 100 μm and a width of 5 cm.

[151] Nesse exemplo, o lote mestre da invenção foi incorporado a uma razão de 4 % com base no peso total do produto final.[151] In this example, the masterbatch of the invention was incorporated at a rate of 4% based on the total weight of the final product.

[152] O lote mestre do Exemplo 1 (20 gramas) e o polímero CAPA 6500 (480 gramas), ambos sob forma granulada, foram primeiramente agitados. Os granulados foram, então, secos por uma noite sob vácuo a 30 °C, e introduzidos na extrusora antes de Z1. Os granulados foram fundidos e misturados a partir de Z1 à Z3 até a matriz de extrusão graças à rotação da rosca única entre 18-20 RPM. O tempo de permanência da mistura foi cerca de 30 segundos. Nesse exemplo particular, as temperaturas de Z1, Z2, Z3 e da matriz de extrusão foram todas reguladas a 140 °C.[152] The master batch of Example 1 (20 grams) and the CAPA 6500 polymer (480 grams), both in granulated form, were first stirred. The granules were then dried overnight under vacuum at 30°C, and fed into the extruder before Z1. The granules were melted and blended from Z1 to Z3 to the extrusion die thanks to the single screw rotation between 18-20 RPM. The residence time of the mixture was about 30 seconds. In this particular example, the temperatures of Z1, Z2, Z3 and the extrusion die were all set at 140°C.

[153] O filme plástico produzido conteve 2 % em peso de entidades biológicas e 98 % em peso de polímero. 7D - Teste de biodegradabilidade de filme plástico de 7C[153] The plastic film produced contained 2% by weight of biological entities and 98% by weight of polymer. 7D - 7C plastic film biodegradability test

[154] Diferentes testes de biodegradabilidade foram realizados, com o uso de: - o polímero de policaprolactona original (PCL CAPA 6500 produzido pela Perstorp). - o filme plástico de 7C[154] Different biodegradability tests were carried out, using: - the original polycaprolactone polymer (PCL CAPA 6500 produced by Perstorp). - 7C plastic film

[155] Os testes de biodegradabilidade foram realizados em água. Mantas de proteção de cultura no inverno foram usadas para proteger as amostras durante o teste de biodegradação. A degradabilidade dos diferentes produtos foi medida por meio da perda de massa, após uma semana, duas semanas, quatro semanas e oito semanas.[155] Biodegradability tests were performed in water. Winter crop protection blankets were used to protect the samples during the biodegradation test. The degradability of the different products was measured through the mass loss after one week, two weeks, four weeks and eight weeks.

[156] Primeiro, os produtos e as mantas de proteção de cultura no inverno foram secos por uma noite a 40 °C em um forno ventilado. Então, os mesmos foram mantidos por 1 hora em uma câmara termicamente regulada a 23 °C e 50 % de umidade. Após isso, várias amostras de cada produto foram colocadas em diferentes mantas de proteção de cultura no inverno. Os véus foram, então, imersos em um tanque de 1 litro de água (Cristalline®). Uma amostra de cada produto foi, então, retirada após uma semana, duas semanas, quatro semanas ou oito semanas e mantida por uma noite em um forno ventilado a 40 °C. Então, as amostras foram mantidas por 1 hora em uma câmara termicamente regulada a 23 °C e 50 % de umidade. As massas das amostras foram, então, precisamente medidas, até o miligrama mais próximo, para avaliar a perda de massa.[156] First, the products and winter crop protection blankets were dried overnight at 40 °C in a ventilated oven. Then, they were kept for 1 hour in a thermally regulated chamber at 23 °C and 50% humidity. After that, several samples of each product were placed on different winter crop protection blankets. The veils were then immersed in a 1 liter tank of water (Cristalline®). A sample of each product was then taken after one week, two weeks, four weeks or eight weeks and kept overnight in a ventilated oven at 40 °C. Then, the samples were kept for 1 hour in a thermally regulated chamber at 23 °C and 50% humidity. The masses of the samples were then precisely measured, to the nearest milligram, to assess mass loss.

[157] Os resultados mostram uma biodegradabilidade do filme plástico acima de 10 % após oito semanas de incubação em água, enquanto que o polímero de CAPA comercial não exibiu qualquer perda de peso após oito semanas (consulte a Figura 3).[157] The results show over 10% biodegradability of the plastic film after eight weeks of incubation in water, while the commercial CAPA polymer did not exhibit any weight loss after eight weeks (see Figure 3).

[158] Esses experimentos demonstram que as entidades biológicas suportaram os tratamentos com calor sucessivos impostos durante o processo para preparar o lote mestre e o processo de fabricação dos artigos plásticos.[158] These experiments demonstrate that the biological entities withstood the successive heat treatments imposed during the process to prepare the masterbatch and the manufacturing process of the plastic items.

Example 8 - Masterbatch composition with polylactic acid (PLA) and Protease and plastic article 8A. Master batch manufacturing process

[159] Foi preparada uma composição de lote mestre que compreende ácido polilático em forma de pó (ácido polilático, PLA 4043D da NatureWorks), e enzima protease (Savinase® 16L da Novozymes) formulada sob forma sólida.[159] A masterbatch composition was prepared comprising polylactic acid in powder form (polylactic acid, PLA 4043D from NatureWorks), and protease enzyme (Savinase® 16L from Novozymes) formulated in solid form.

[160] O PLA foi obtido a partir de granulados imersos em nitrogênio líquido e micronizados com o uso de um sistema Ultra Centrifugal Mill ZM 200 para um pó fino < 500 μm de tamanho.[160] PLA was obtained from pellets immersed in liquid nitrogen and micronised using an Ultra Centrifugal Mill ZM 200 system to a fine powder < 500 μm in size.

[161] A Forma Sólida da Savinase® 16L foi obtida a partir da forma líquida comercial por ultrafiltração em membrana de 3,5 kDa, diafiltração, adição de dextrina e secagem por secagem por congelamento. Savinase® 16L é conhecida como PLA degradante (Degradation of Polylactide by commercial proteases; Y.Oda, A. Yonetsu, T. Urakami e K. Tonomura; 2000).[161] Solid Form Savinase® 16L was obtained from the commercial liquid form by 3.5 kDa membrane ultrafiltration, diafiltration, dextrin addition and freeze-drying. Savinase® 16L is known as degrading PLA (Degradation of Polylactide by commercial proteases; Y.Oda, A. Yonetsu, T. Urakami and K. Tonomura; 2000).

[162] Uma máquina de formação de composto, ou extrusora de rosca dupla cogiratória, foi usada para a produção das composições de lote mestre (“Haake MiniLab II ThermoFisher”). Essa máquina de formação de composto compreendia sucessivamente um elemento de alimentação manual, duas roscas cogiratórias e a cabeça da rosca dupla.[162] A compound forming machine, or co-rotating twin screw extruder, was used to produce the masterbatch compositions (“Haake MiniLab II ThermoFisher”). This compound forming machine successively comprised a manual feeding element, two co-rotating screws and the head of the double screw.

[163] De acordo com esse experimento, duas composições de lote mestre (Tabela 7) foram feitas: Tabela 7: Composições de lote mestre

[163] According to this experiment, two master batch compositions (Table 7) were made: Table 7: Master batch compositions

[164] A porcentagem foi calculada com base no peso total da composição de lote mestre.[164] The percentage was calculated based on the total weight of the masterbatch composition.

[165] A protease (entidades biológicas) e o polímero foram misturados por agitação manual antes da introdução na máquina de formação de composto. A mistura foi, então, introduzida na zona de alimentação, e empurrada na extrusora de rosca aplicando pressão manual. A mistura atravessou as roscas cogiratórias, com o uso de uma velocidade de rotação de 80 RPM. A temperatura foi fixada em 150 °C. A mistura de polímero e entidades biológicas alcança, então, a cabeça de rosca, que compreende um orifício de 0,4 mm em diâmetro, em que a mistura foi empurrada a fim de formar formatos de tira. Esse extrudado foi, então, cortado com alicates de corte para obter a forma granulada.[165] The protease (biological entities) and polymer were mixed by hand agitation prior to introduction into the composting machine. The mixture was then introduced into the feed zone, and pushed into the screw extruder applying manual pressure. The mixture passed through the co-rotating screws, using a rotation speed of 80 RPM. The temperature was set at 150°C. The mixture of polymer and biological entities then reaches the screw head, which comprises a hole of 0.4 mm in diameter, into which the mixture has been pushed in order to form strip shapes. This extrudate was then cut with cutting pliers to obtain the granulated shape.

[166] A composição de lote mestre sob forma granulada foi obtida, a qual conteve de 60 a 80 % em peso de polímero, e de 20 a 40 % em peso de entidades biológicas. 8B - Testes de biodegradabilidade das composições de lote mestre[166] The masterbatch composition in granulated form was obtained, which contained from 60 to 80% by weight of polymer, and from 20 to 40% by weight of biological entities. 8B - Biodegradability tests of master batch compositions

[167] Os testes de biodegradabilidade de lotes mestres MB1 e MB2 foram realizados.[167] Biodegradability tests of MB1 and MB2 master batches were performed.

[168] 100 mg de cada amostra foram pesados e introduzidos em tubulação de diálise. 3 ml de 0,1 M de tampão Tris.HCl pH 9,5 foram adicionados na tubulação de diálise antes do fechamento da mesma. A tubulação de diálise foi, então, introduzida em uma garrafa plástica contendo 50 ml de 0,1 M de tampão Tris. HCl pH 9,5.[168] 100 mg of each sample was weighed and introduced into dialysis tubing. 3 ml of 0.1 M Tris.HCl buffer pH 9.5 was added to the dialysis tubing before closing the tubing. The dialysis tubing was then introduced into a plastic bottle containing 50 ml of 0.1 M Tris buffer. HCl pH 9.5.

[169] A despolimerização foi iniciada pela incubação de cada amostra a 45 °C, 150 RPM em um agitador de incubação Infors HT Multitron Pro. As alíquotas de 1 ml de tampão foram amostradas regularmente, filtradas em filtro de seringa de 0,22 μm, e analisadas por Cromatografia Líquida de Alta Pressão (HPLC) com uma coluna Aminex HPX-87H para monitorar a liberação de ácido lático (LA) e dímero de ácido lático (DP2). O sistema de cromatografia usado foi um sistema Ultimate 3000 UHPLC (Thermo Fisher Scientific, Inc. Waltham, MA, EUA) incluindo um módulo de bomba, um autoamostrador, um forno de coluna dotado de termostato a 50 °C, e um detector de UV a 220 nm. O eluente foi 5 mM de H2SO4. A injeção foi 20 μl de amostra. O LA foi medido de acordo com as curvas padrão preparadas a partir de LA comercial.[169] Depolymerization was initiated by incubating each sample at 45 °C, 150 RPM on an Infors HT Multitron Pro incubation shaker. 1 ml aliquots of buffer were sampled regularly, filtered through a 0.22 μm syringe filter, and analyzed by High Pressure Liquid Chromatography (HPLC) with an Aminex HPX-87H column to monitor lactic acid (LA) release. and lactic acid dimer (DP2). The chromatography system used was an Ultimate 3000 UHPLC system (Thermo Fisher Scientific, Inc. Waltham, MA, USA) including a pump module, an autosampler, a column oven with a thermostat at 50 °C, and a UV detector. at 220 nm. The eluent was 5 mM H2SO4. The injection was 20 μl of sample. LA was measured according to standard curves prepared from commercial LA.

[170] A porcentagem de degradação é calculada pela razão molar de LA mais o LA contido em DP2 em um determinado tempo versus o LA contido inicialmente no PLA. Os resultados de despolimerização, após 6 dias, são mostrados na Figura 4. Interessantemente, mesmo se a taxa de degradação de MB1 for alta, a taxa de degradação de MB2, contendo duas vezes a quantidade de entidades biológicas em comparação com MB1, é duas vezes mais alta. 8C- Processo de fabricação de artigos plásticos[170] The percentage of degradation is calculated by the molar ratio of LA plus LA contained in DP2 at a given time versus LA initially contained in PLA. The depolymerization results after 6 days are shown in Figure 4. Interestingly, even if the degradation rate of MB1 is high, the degradation rate of MB2, containing twice the amount of biological entities compared to MB1, is two times higher. 8C- Plastic article manufacturing process

[171] As composições de lote mestre granuladas foram usadas para produzir artigos plásticos à base de ácido polilático biodegradáveis através de um processo de extrusão. A biodegradabilidade dos ditos artigos plásticos foi adicionalmente testada.[171] The granulated masterbatch compositions were used to produce biodegradable polylactic acid-based plastic articles through an extrusion process. The biodegradability of said plastic articles was further tested.

[172] Os artigos plásticos foram produzidos com o uso da máquina de formação de composto do Exemplo 8A. O perfil de temperatura foi adaptado ao polímero que incorporou o lote mestre.[172] Plastic articles were produced using the compound forming machine of Example 8A. The temperature profile was adapted to the polymer that incorporated the masterbatch.

[173] O polímero dos artigos plásticos foi ácido polilático (PLA 4043D da NatureWorks, igual ao do Exemplo 8A) e as composições de lote mestre sob forma granulada foram as obtidas de acordo com o Exemplo 8A. Cada composição de lote mestre foi adicionada no equivalente de 20 % em peso com base no peso total dos artigos plásticos finais. O carbonato de cálcio sob uma forma de pó (da OMYA) foi também adicionado, equivalente a 5 % em peso dos artigos plásticos finais. O PLA sob uma forma de pó foi, portanto, adicionado no equivalente de 75 % em peso com base no peso total dos artigos plásticos finais.[173] The polymer of the plastic articles was polylactic acid (PLA 4043D from NatureWorks, same as in Example 8A) and the masterbatch compositions in granulated form were those obtained in accordance with Example 8A. Each masterbatch composition was added at the equivalent of 20% by weight based on the total weight of the final plastic articles. Calcium carbonate in powder form (from OMYA) was also added, equivalent to 5% by weight of the final plastic articles. PLA in powder form was therefore added at the equivalent of 75% by weight based on the total weight of the final plastic articles.

[174] O PLA é usado sob uma forma de pó (< 500 μm) obtido a partir de PLA granulado imerso em nitrogênio líquido e micronizado com o uso de um sistema Ultra Centrifugal Mill ZM 200. O lote mestre, o polímero e CaCO3 foram misturados por agitação manual antes da introdução na máquina de formação de composto. A extrusão foi feita seguindo o protocolo descrito no Exemplo 8A. Apenas a temperatura de extrusão foi modificada, fixada a 155 °C. Tabela 8: Composição dos artigos plásticos

[174] PLA is used in a powder form (< 500 μm) obtained from granulated PLA immersed in liquid nitrogen and micronised using an Ultra Centrifugal Mill ZM 200 system. The masterbatch, polymer and CaCO3 were mixed by hand stirring prior to introduction into the compost forming machine. Extrusion was performed following the protocol described in Example 8A. Only the extrusion temperature was modified, set at 155 °C. Table 8: Composition of plastic articles

8D - Biodegradability tests of plastic items

[175] Testes de biodegradabilidade foram realizados, com o uso dos artigos plásticos A e B.[175] Biodegradability tests were performed using plastic articles A and B.

[176] A despolimerização subsequente foi realizada com o uso do mesmo material e do método como exposto no Exemplo 8B. A porcentagem de degradação é calculada pela razão molar de LA mais o LA contido em DP2 em um determinado tempo versus o LA contido inicialmente no PLA.[176] Subsequent depolymerization was carried out using the same material and method as set out in Example 8B. The percentage of degradation is calculated by the molar ratio of LA plus LA contained in DP2 at a given time versus LA initially contained in PLA.

[177] Como mostrado na Figura 5, após 16 dias, a taxa de degradação do artigo plástico A (contendo 4 % de entidades biológicas) é cerca de 6 %, enquanto que a taxa de degradação do artigo plástico B (contendo 8 % de entidades biológicas) é cerca de 12 %. Ambos os artigos plásticos exibem uma taxa de degradação. Interessantemente, a atividade das entidades biológicas nos artigos plásticos ainda está presente com a do lote mestre, confirmando que a atividade de entidades biológicas é mantida mesmo após dois tratamentos de temperatura.[177] As shown in Figure 5, after 16 days, the degradation rate of plastic article A (containing 4% of biological entities) is about 6%, while the degradation rate of plastic article B (containing 8% of biological entities) is about 12%. Both plastic articles exhibit a rate of degradation. Interestingly, the activity of biological entities in the plastic items is still present with that of the master batch, confirming that the activity of biological entities is maintained even after two temperature treatments.

Example 9 - Master batch composition with Polybutylene Adipate Terephthalate (PBAT) and Protease and plastic items 9A- Master batch manufacturing process

[178] Foi preparada uma composição de lote mestre que compreende polímero em forma de pó (tereftalato de adipato de polibutileno, PBAT Ecoflex Blend C1200 da BASF), e enzima protease (Savinase® 16L da Novozymes) formulada sob forma sólida. A protease é conhecida por ter atividade de degradação de PLA.[178] A masterbatch composition was prepared comprising polymer in powder form (polybutylene adipate terephthalate, PBAT Ecoflex Blend C1200 from BASF), and protease enzyme (Savinase® 16L from Novozymes) formulated in solid form. The protease is known to have PLA-degrading activity.

[179] O pó de PBAT foi obtido a partir de granulados imersos em nitrogênio líquido e micronizados com o uso de um sistema Ultra Centrifugal Mill ZM 200 para um pó fino < 500 μm de tamanho. A Forma Sólida de Savinase 16l foi obtida a partir da forma líquida comercial por ultrafiltração em membrana de 3,5 kDa, diafiltração, adição de dextrina e secagem por secagem por congelamento.[179] PBAT powder was obtained from granules immersed in liquid nitrogen and micronised using an Ultra Centrifugal Mill ZM 200 system to a fine powder < 500 μm in size. Solid Form Savinase 16l was obtained from the commercial liquid form by 3.5 kDa membrane ultrafiltration, diafiltration, dextrin addition and freeze-drying.

[180] A composição de lote mestre é a seguinte: 60 % em peso de PBAT e 40 % em peso de protease. As porcentagens são calculadas com base no peso total da composição de lote mestre.[180] The masterbatch composition is as follows: 60% by weight PBAT and 40% by weight protease. The percentages are calculated based on the total weight of the master batch composition.

[181] A mesma máquina de formação de composto e o mesmo protocolo de extrusão foram usados como no Exemplo 8A, exceto em relação à temperatura de extrusão fixada a 120 °C. 98- Processo de fabricação de artigos plásticos[181] The same compounding machine and extrusion protocol were used as in Example 8A, except for the extrusion temperature set at 120°C. 98- Process of manufacturing plastic items

[182] A composição de lote mestre granulada do Exemplo 9A contendo uma protease que degrada PLA foi usada para produzir artigo plástico à base de PLA biodegradável através de um processo de extrusão. A biodegradabilidade do dito artigo plástico foi adicionalmente testada.[182] The granulated masterbatch composition of Example 9A containing a protease that degrades PLA was used to produce biodegradable PLA-based plastic article through an extrusion process. The biodegradability of said plastic article was further tested.

[183] O artigo plástico foi produzido com o uso da máquina de formação de composto do Exemplo 8A. O perfil de temperatura foi adaptado ao polímero que incorporou o lote mestre.[183] The plastic article was produced using the compound forming machine of Example 8A. The temperature profile was adapted to the polymer that incorporated the masterbatch.

[184] O polímero dos artigos plásticos foi ácido polilático (PLA 4043D da NatureWorks, igual ao do Exemplo 8A) e a composição de lote mestre foi a obtida de acordo com o Exemplo 9A e é usada sob forma granulada. A composição de lote mestre foi adicionada como equivalente a 20 % em peso com base no peso total de formulações de artigos plásticos. O carbonato de cálcio sob forma de pó (da OMYA) foi também adicionado, equivalente a 5 % em peso. Dessa forma, o PLA foi adicionado a 75 % em peso com base no peso total do artigo plástico final. O PLA foi usado sob uma forma de pó (< 500 μm) obtido a partir de PLA granulado imerso em nitrogênio líquido e micronizado com o uso de um sistema Ultra Centrifugal Mill ZM 200.[184] The polymer of the plastic articles was polylactic acid (PLA 4043D from NatureWorks, same as in Example 8A) and the masterbatch composition was that obtained in accordance with Example 9A and is used in granulated form. The masterbatch composition was added as equivalent to 20% by weight based on the total weight of plastic article formulations. Powdered calcium carbonate (from OMYA) was also added, equivalent to 5% by weight. Thus, PLA was added at 75% by weight based on the total weight of the final plastic article. PLA was used in a powder form (< 500 μm) obtained from granulated PLA immersed in liquid nitrogen and micronized using an Ultra Centrifugal Mill ZM 200 system.

[185] O lote mestre, o polímero e CaCO3 foram misturados por agitação manual antes da introdução na máquina de formação de composto. A extrusão foi feita seguindo o protocolo descrito no Exemplo 8A.[185] The masterbatch, polymer and CaCO3 were mixed by hand agitation prior to introduction into the composting machine. Extrusion was performed following the protocol described in Example 8A.

[186] A composição de artigo plástico assim obtida é a seguinte: 75 % de PLA + 12 % de PBAT + 8 % de Protease + 5 % de CaCO3 (em peso com base no peso total de artigo plástico). 9C - Testes de biodegradabilidade de artigos plásticos[186] The plastic article composition thus obtained is as follows: 75% PLA + 12% PBAT + 8% Protease + 5% CaCO3 (by weight based on the total weight of the plastic article). 9C - Biodegradability tests of plastic articles

[187] Testes de biodegradabilidade foram realizados, com o uso do mesmo material e do mesmo método como exposto no Exemplo 8B. A hidrólise de artigos plásticos foi calculada com base em LA e dímero de LA liberado. A porcentagem de degradação é calculada a respeito da porcentagem final de PLA na formulação.[187] Biodegradability tests were performed, using the same material and the same method as set out in Example 8B. The hydrolysis of plastic articles was calculated based on LA and LA dimer released. The percentage of degradation is calculated with respect to the final percentage of PLA in the formulation.

[188] Após 4 dias, a taxa de despolimerização do artigo plástico produzido a partir da composição de lote mestre do Exemplo 9A foi 48 %.[188] After 4 days, the depolymerization rate of the plastic article produced from the masterbatch composition of Example 9A was 48%.

[189] Interessantemente, o resultado de degradação desse artigo plástico pode ser comparado com o do artigo plástico B do Exemplo 8C, ambos contendo 8 % de protease. A taxa de degradação do artigo plástico B do Exemplo 8C alcança 12 % após 12 dias enquanto que o artigo plástico do Exemplo 9C alcança 48 % em 4 dias. Esse resultado pode mostrar que pode haver uma vantagem para produzir uma composição de lote mestre que compreende um polímero com uma temperatura de fusão inferior, isto é, que precisa de uma temperatura de extrusão inferior, permitindo uma melhor conservação da atividade de entidades biológicas no artigo plástico final. Exemplo 10 - Composição de lote mestre com policaprolactona (PCL) e Protease e artigos plásticos 10A- Processo de fabricação de lote mestre[189] Interestingly, the degradation result of this plastic article can be compared with that of the plastic article B of Example 8C, both containing 8% protease. The degradation rate of the plastic article B of Example 8C reaches 12% after 12 days while the plastic article of Example 9C reaches 48% in 4 days. This result may show that there may be an advantage to produce a masterbatch composition that comprises a polymer with a lower melting temperature, i.e., which needs a lower extrusion temperature, allowing better conservation of the activity of biological entities in the article. final plastic. Example 10 - Masterbatch composition with polycaprolactone (PCL) and Protease and plastic articles 10A- Masterbatch manufacturing process

[190] Foi preparada uma composição de lote mestre que compreende PCL em forma de pó (polímero de policaprolactona, CAPA 6500 da Perstorp), e uma enzima protease Savinase® 16L da Novozymes conhecida por ter atividade de degradação de PLA.[190] A masterbatch composition was prepared comprising PCL in powder form (polycaprolactone polymer, CAPA 6500 from Perstorp), and a Savinase® 16L protease enzyme from Novozymes known to have PLA degrading activity.

[191] O pó de PCL foi obtido a partir de granulados de PCL imersos em nitrogênio líquido e micronizados com o uso de um sistema Ultra Centrifugal Mill ZM 200 para um pó fino < 500 μm de tamanho. A Forma Sólida da Savinase 16L foi obtida a partir da forma líquida comercial por ultrafiltração em membrana de 3,5 kDa, diafiltração, adição de dextrina e secagem por secagem por congelamento.[191] PCL powder was obtained from PCL granules immersed in liquid nitrogen and micronised using an Ultra Centrifugal Mill ZM 200 system to a fine powder < 500 μm in size. The Solid Form of Savinase 16L was obtained from the commercial liquid form by ultrafiltration on a 3.5 kDa membrane, diafiltration, dextrin addition and freeze-drying.

[192] De acordo com esse experimento, 60 % em peso da policaprolactona foram misturados com 40 % em peso da protease (com base no peso total da composição de lote mestre).[192] According to this experiment, 60% by weight of the polycaprolactone was mixed with 40% by weight of the protease (based on the total weight of the masterbatch composition).

[193] A mesma máquina de formação de composto e o mesmo protocolo de extrusão foram usados como no Exemplo 8A, exceto em relação à temperatura fixada a 65 °C. 10B- Processo de fabricação de artigos plásticos[193] The same compounding machine and extrusion protocol were used as in Example 8A, except for the temperature set at 65°C. 10B- Plastic article manufacturing process

[194] A composição de lote mestre granulada foi usada para produzir artigos plásticos à base de ácido polilático biodegradáveis através de um processo de extrusão. A biodegradabilidade dos ditos artigos plásticos foi adicionalmente testada.[194] The granulated masterbatch composition was used to produce biodegradable polylactic acid-based plastic articles through an extrusion process. The biodegradability of said plastic articles was further tested.

[195] Os artigos plásticos foram produzidos com o uso da máquina de formação de composto do Exemplo 8A. O perfil de temperatura foi adaptado ao polímero que incorporou o lote mestre.[195] Plastic articles were produced using the compound forming machine of Example 8A. The temperature profile was adapted to the polymer that incorporated the masterbatch.

[196] O polímero dos artigos plásticos foi ácido polilático (PLA 4043D da NatureWorks) e a composição de lote mestre foi a obtida de acordo com o Exemplo 10A. O lote mestre sob forma granulada foi adicionado a partir de 5 a 20 % em peso com base no peso total de formulações de artigos plásticos, levando a diferentes formulações (consulte a tabela 9). O carbonato de cálcio sob forma de pó (da OMYA) foi também adicionado, equivalente a 5 % em peso.[196] The polymer of the plastic articles was polylactic acid (PLA 4043D from NatureWorks) and the masterbatch composition was that obtained in accordance with Example 10A. The masterbatch in granulated form was added from 5 to 20% by weight based on the total weight of plastic article formulations, leading to different formulations (see table 9). Powdered calcium carbonate (from OMYA) was also added, equivalent to 5% by weight.

[197] O PLA é usado sob uma forma de pó (< 500 μm) obtido a partir de PLA granulado imerso em nitrogênio líquido e micronizado com o uso de um sistema Ultra Centrifugal Mill ZM 200.[197] PLA is used in a powder form (< 500 μm) obtained from granulated PLA immersed in liquid nitrogen and micronised using an Ultra Centrifugal Mill ZM 200 system.

[198] O lote mestre, o polímero e CaCo3 foram misturados por agitação manual antes da introdução na máquina de formação de composto. A extrusão foi feita seguindo o protocolo descrito no Exemplo 8A. Apenas a temperatura foi modificada, fixada a 150 °C. Tabela 9: Composição de artigos plásticos

[198] The masterbatch, polymer and CaCo3 were mixed by hand agitation prior to introduction into the composting machine. Extrusion was performed following the protocol described in Example 8A. Only the temperature was modified, set at 150 °C. Table 9: Composition of plastic articles

[199] Uma amostra de controle (C) foi feita ao misturar forma de pó de PLA (75 % em peso), PCL (12 % em peso), Protease (8 % em peso) e CaCO3 (5 % em peso). Os materiais usados foram os mesmos descritos no Exemplo 10A para PCL e protease e no Exemplo 9A para PLA e CaCO3. A extrusão de C foi feita com o uso da mesma máquina de formação de composto descrita no Exemplo 8A. A mistura de pó foi extrusada primeiro, de acordo com o protocolo descrito acima. O extrudado obtido foi cortado com alicates de corte para obter a forma granulada. Essa forma granulada foi, então, extrusada por uma segunda vez, de acordo com o protocolo descrito no Exemplo 8A (150 °C, 80 RPM). A amostra de controle C reflete o caso em que o artigo plástico é produzido diretamente a partir de um composto contendo a quantidade de entidades biológicas final (dessa forma, comparado com a formulação A). 10C- Testes de biodegradabilidade de artigos plásticos[199] A control sample (C) was made by mixing powder form of PLA (75% by weight), PCL (12% by weight), Protease (8% by weight) and CaCO3 (5% by weight). The materials used were the same as those described in Example 10A for PCL and protease and in Example 9A for PLA and CaCO3. The extrusion of C was done using the same compounding machine described in Example 8A. The powder mixture was extruded first, according to the protocol described above. The extrudate obtained was cut with cutting pliers to obtain a granulated form. This granulated form was then extruded a second time, according to the protocol described in Example 8A (150°C, 80 RPM). Control sample C reflects the case where the plastic article is produced directly from a compound containing the final amount of biological entities (thus compared to formulation A). 10C- Biodegradability tests of plastic items

[200] Testes de biodegradabilidade foram realizados, com o uso do mesmo material e do mesmo método como exposto no Exemplo 8B. A porcentagem de degradação é calculada pela razão molar de LA mais o LA contido em DP2 em um determinado tempo versus o LA contido inicialmente no PLA.[200] Biodegradability tests were performed, using the same material and the same method as set out in Example 8B. The percentage of degradation is calculated by the molar ratio of LA plus LA contained in DP2 at a given time versus LA initially contained in PLA.

[201] Os resultados de despolimerização, após 8 dias, são mostrados na Figura 6.[201] The depolymerization results after 8 days are shown in Figure 6.

[202] Como esperado, o artigo plástico A exibe uma melhor degradação do que o artigo plástico B, explicado pelo fato de que o artigo plástico A contém quatro vezes mais protease em sua formulação que o artigo plástico B.[202] As expected, plastic article A exhibits better degradation than plastic article B, explained by the fact that plastic article A contains four times more protease in its formulation than plastic article B.

[203] Interessantemente, o artigo plástico de controle C, que tem a mesma formulação final que o artigo plástico A, mostra uma menor taxa de degradação do que o A. Isso pode mostrar que os artigos plásticos produzidos a partir de um lote mestre exibem uma melhor biodegradabilidade em comparação com os artigos plásticos em que as entidades biológicas foram incorporadas diretamente no polímero do artigo plástico.[203] Interestingly, control plastic article C, which has the same final formulation as plastic article A, shows a lower rate of degradation than plastic article A. This may show that plastic articles produced from a master batch exhibit improved biodegradability compared to plastic articles where the biological entities were incorporated directly into the polymer of the plastic article.

Example 11 - Masterbatch composition with polycaprolactone (PCL), Protease and CaCO3 and plastic articles 11A: Masterbatch manufacturing process

[204] Foi preparada uma composição de lote mestre que compreende PCL em forma de pó (polímero de policaprolactona, CAPA 6500 da Perstorp), uma enzima protease (Savinase® 16L da Novozymes) formulada sob forma sólida, conhecida por ter uma atividade de degradação de PLA e carbonato de cálcio CaCO3 (da OMYA).[204] A masterbatch composition was prepared comprising PCL in powder form (Polycaprolactone polymer, CAPA 6500 from Perstorp), a protease enzyme (Savinase® 16L from Novozymes) formulated in solid form known to have a of PLA and calcium carbonate CaCO3 (from OMYA).

[205] O pó de PCL foi obtido a partir de granulados de PCL imersos em nitrogênio líquido e micronizados com o uso de um sistema Ultra Centrifugal Mill ZM 200 para um pó fino < 500 μm de tamanho. A Forma Sólida da Savinase 16L foi obtida a partir da forma líquida comercial por ultrafiltração em membrana de 3,5 kDa, diafiltração, adição de dextrina e secagem por liofilização.[205] PCL powder was obtained from PCL granules immersed in liquid nitrogen and micronised using an Ultra Centrifugal Mill ZM 200 system to a fine powder < 500 μm in size. The Solid Form of Savinase 16L was obtained from the commercial liquid form by 3.5 kDa membrane ultrafiltration, diafiltration, dextrin addition and lyophilization drying.

[206] De acordo com esse experimento, 60 % em peso da policaprolactona foram misturados com 30 % em peso da protease e 10 % em peso de carbonato de cálcio CaCO3 com base no peso total de composição de lote mestre.[206] According to that experiment, 60% by weight of the polycaprolactone was mixed with 30% by weight of the protease and 10% by weight of calcium carbonate CaCO3 based on the total weight of the masterbatch composition.

[207] A mesma máquina de formação de composto e o mesmo protocolo de extrusão foram usados como no Exemplo 8A, exceto em relação à temperatura fixada a 65 °C. 11B - Processo de fabricação de artigo plástico[207] The same compounding machine and extrusion protocol were used as in Example 8A, except for the temperature set at 65°C. 11B - Plastic article manufacturing process

[208] A composição de lote mestre granulada foi usada para produzir artigo plástico à base de ácido polilático biodegradável através de um processo de extrusão. A biodegradabilidade do dito artigo plástico foi adicionalmente testada.[208] The granulated masterbatch composition was used to produce biodegradable polylactic acid-based plastic article through an extrusion process. The biodegradability of said plastic article was further tested.

[209] O artigo plástico foi produzido com o uso da máquina de formação de composto do Exemplo 8A. O perfil de temperatura foi adaptado ao polímero que incorporou o lote mestre.[209] The plastic article was produced using the compound forming machine of Example 8A. The temperature profile was adapted to the polymer that incorporated the masterbatch.

[210] O polímero dos artigos plásticos foi ácido polilático (PLA 4043D da NatureWorks) e a composição de lote mestre foi a obtida de acordo com o Exemplo 11A. O lote mestre sob forma granulada foi adicionado a 25 % com base no peso total de formulação de artigos plásticos.[210] The polymer of the plastic articles was polylactic acid (PLA 4043D from NatureWorks) and the masterbatch composition was that obtained in accordance with Example 11A. The masterbatch in granulated form was added at 25% based on the total weight of plastic article formulation.

[211] O PLA é usado sob uma forma de pó (< 500 μm) obtido a partir de PLA granulado imerso em nitrogênio líquido e micronizado com o uso de um sistema Ultra Centrifugal Mill ZM 200.[211] PLA is used in a powder form (< 500 μm) obtained from granulated PLA immersed in liquid nitrogen and micronised using an Ultra Centrifugal Mill ZM 200 system.

[212] O lote mestre e o polímero foram misturados por agitação manual antes da introdução na máquina de formação de composto. A extrusão foi feita seguindo o protocolo descrito no Exemplo 8A. Apenas a temperatura foi modificada, fixada a 150 °C.[212] The masterbatch and polymer were mixed by hand agitation prior to introduction into the composting machine. Extrusion was performed following the protocol described in Example 8A. Only the temperature was modified, set at 150 °C.

[213] O artigo plástico assim obtido contém 7,5 % em peso de protease, 2,5 % em peso de CaCO3, 15 % em peso de PCL e 75 % em peso de PLA. 11C - Testes de biodegradabilidade de artigos plásticos[213] The plastic article thus obtained contains 7.5% by weight of protease, 2.5% by weight of CaCO3, 15% by weight of PCL and 75% by weight of PLA. 11C - Biodegradability tests of plastic articles

[214] A amostra de controle foi feita ao misturar forma de pó de PLA (75 % em peso), PCL (15% em peso), Protease (7,5% em peso) e CaCO3 (2,5% em peso). Os materiais usados são os mesmos descritos no Exemplo 11A para PCL, protease e CaCO3, e no Exemplo 8A para PLA. A extrusão foi feita com o uso da mesma máquina de formação de composto descrita no Exemplo 1A. A mistura de pó foi extrusada uma primeira vez, de acordo com o protocolo descrito no Exemplo 11B. O extrudado obtido foi cortado com alicates de corte para obter a forma granulada. Essa forma granulada foi extrusada por uma segunda vez, de acordo com o protocolo descrito no Exemplo 11B (150 °C, 80 RPM). A amostra de controle reflete, então, o caso em que o artigo plástico é produzido diretamente a partir de um composto contendo a quantidade final de entidades biológicas.[214] The control sample was made by mixing powder form of PLA (75% by weight), PCL (15% by weight), Protease (7.5% by weight) and CaCO3 (2.5% by weight) . The materials used are the same as those described in Example 11A for PCL, protease and CaCO3, and in Example 8A for PLA. Extrusion was done using the same compounding machine described in Example 1A. The powder mixture was extruded a first time, according to the protocol described in Example 11B. The extrudate obtained was cut with cutting pliers to obtain a granulated form. This granulated form was extruded a second time, according to the protocol described in Example 11B (150°C, 80 RPM). The control sample, then, reflects the case where the plastic article is produced directly from a compound containing the final amount of biological entities.

[215] Testes de biodegradabilidade foram realizados, com o uso do mesmo material e do mesmo método como exposto no Exemplo 8B. A porcentagem de degradação é calculada pela razão molar de LA mais o LA contido em DP2 em um determinado tempo versus o LA contido inicialmente no PLA.[215] Biodegradability tests were performed, using the same material and the same method as set out in Example 8B. The percentage of degradation is calculated by the molar ratio of LA plus LA contained in DP2 at a given time versus LA initially contained in PLA.

[216] Os resultados de despolimerização, após 31 horas, são mostrados na Figura 7.[216] The depolymerization results after 31 hours are shown in Figure 7.

[217] Interessantemente, o artigo plástico produzido a partir do lote mestre do Exemplo 11A mostra uma melhor taxa de degradação do que a amostra de controle (8 vezes maior). Isso pode mostrar que os artigos plásticos produzidos a partir da composição de lote mestre exibem uma melhor biodegradabilidade em comparação com os artigos plásticos em que as entidades biológicas foram incorporadas diretamente no polímero do artigo plástico.[217] Interestingly, the plastic article produced from the master batch of Example 11A shows a better rate of degradation than the control sample (8 times higher). This may show that plastic articles produced from the masterbatch composition exhibit better biodegradability compared to plastic articles in which the biological entities have been incorporated directly into the polymer of the plastic article.

Claims

1. A plastic article produced from a masterbatch composition in solid form, comprising a carrier material and enzymes that have a polymer-degrading activity, wherein the masterbatch composition is obtained by a method comprising: - a step ( a) mixing, based on the total weight of the masterbatch composition, from 10% to 89% by weight of a carrier material with 11 to 90% by weight of a formulation containing enzymes mixed with a diluent or a carrier, and - a step (b) of conditioning said mixture of step (a) into a solid form, wherein the carrier material comprises at least one polymer, selected from cellulose, hemicellulose, starch, polyolefins, aliphatic or semiaromatic polyesters, polyamides, polyurethanes or vinyl polymers and their derivatives or blends/mixtures of these materials, and the formulation enzymes are selected from polymerase, esterase, lipase, cutinase, hydrolase, protease, polyesterase, oxygenase and/or oxidase, and characterizes owing to the fact that the enzymes are suitable for degrading at least one polymer of the plastic article.

2. Plastic article according to claim 1, characterized in that the carrier material of step (a) additionally comprises a filler material, selected from the group consisting of calcium carbonate, hydric magnesium silicate, such as talc or soapstone, alumnisilicate, such as kaolin, gypsum, fiberglass, wood bran, plant or vegetable bran, such as cereal bran, hemp fibers and derivatives thereof.

3. Plastic article, according to claim 1, characterized in that the carrier material comprises a polymer and a filler material and in which the concentration of the polymer is preferably greater than the concentration of the filler.

4. Plastic article, according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the carrier material of step (a) represents between 20% and 80% by weight of the master batch composition.

5. Plastic article, according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said formulation containing enzymes of step (a) includes water as a diluent.

6. Plastic article, according to claim 5, characterized in that said formulation containing enzymes from step (a) additionally includes selected components of glycerol, sorbitol, dextrin, starch and glycol.

A plastic article according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said enzyme-containing formulation is a powder comprising enzymes in powder form mixed with a stabilizing powder.

8. Plastic article according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the carrier material comprises at least one polymer selected from PLA, PCL, PET, PE, PBSA, PBS, PP and PBAT.

9. Plastic article according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the carrier material comprises at least one polymer selected from PLA, PCL, PE and PBAT.

10. Plastic article according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the mixture of step (a) additionally comprises at least one additive selected from the group consisting of plasticizers, coloring agents, processing aids , flame retardant agents, photostabilizers.

11. Plastic article according to any one of claims 1 to 10, characterized in that step (a) of mixing is carried out at a temperature at which the carrier material is in a partially or fully molten state.

12. Plastic article according to any one of claims 1 to 11, characterized in that step (a) of mixing is carried out in an extruder.

13. Plastic article according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the plastic article comprises at least PLA and wherein the masterbatch carrier material comprises at least one polyester, selected from PCL, PBAT and PLA and wherein the enzymes are PLA-degrading proteases.

A method for manufacturing a plastic article comprising at least one polymer as defined in any one of claims 1 to 13, wherein the method comprises: A- preparing a masterbatch composition by mixing from 10% to 89% by weight of a carrier material with 11 to 90% by weight of a formulation containing enzymes mixed with a diluent or a carrier, based on the total weight of the masterbatch composition, wherein the carrier material comprises at least one polymer, selected from cellulose, hemicellulose, starch, polyolefins, aliphatic or semiaromatic polyesters, polyamides, polyurethanes or vinyl polymers and their derivatives or blends/blends of these materials and the enzymes of the formulation are suitable for degrading said at least one polymer of the plastic article and are selected polymerase, esterase, lipase, cutinase, hydrolase, protease, polyesterase, oxygenase and/or oxidase; and conditioning said masterbatch composition into solid form, and B-introducing said masterbatch composition into said polymer during production of the plastic article.

15. Method according to claim 14, characterized in that step B is implemented at a temperature at which the polymer is in a partially or fully molten state, and/or is carried out by extrusion, extrusion-compound formation , extrusion blow molding, cast film extrusion, calendering and thermoforming, injection molding, compression molding, extrusion-swelling, spin molding, lamination, coating, layering, expansion, pultrusion, compression-granulation and 3D printing.

16. Method according to claim 14 or 15, characterized in that the amount of the masterbatch composition varies from 0.01 to 20% by weight of the masterbatch composition compared to the final weight of the plastic article.